GEOMETRIA DAS FERRAMENTAS DE CORTE PARA USINAGEM .pdf

MACSHATNER WYSER LANA
GEOMETRIA DAS FERRAMENTAS DE CORTE PARA
USINAGEM
BELO HORIZONTE
2018

USINAGEM
Projeto apresentado ao Curso de Engenharia
Mecânica - Bacharelado da Instituição
Faculdade Pitágoras
Orientadora: Bruna Padilha
Belo Horizonte
2018

USINAGEM
Projeto apresentado ao Curso de Engenharia
Mecânica - Bacharelado da Instituição
Faculdade Pitágoras
BANCA EXAMINADORA
Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a)
Belo Horizonte, 10 de dezembro de 2018

Dedico este trabalho primeiramente а Deus, por ser
essencial em minha vida, ao meu filho Isaac, filha
Sarah, meu cônjuge Carla minha mãe Elódia e pai
Ozéas Lana que nunca deixaram de me apoiar
mesmo tendo que abdicar muita das vezes em estar
presente em convivência e momentos de felicidade.

AGRADECIMENTO
Primeiramente, agradeço a Deus, por me conceder o dom da vida e por ter estado
ao meu lado em todos os momentos, fazendo com que eu não desistisse, mas sim
continua-se lutando por este meu sonho e objetivo de vida.
Pela minha família que nunca deixou de me apoiar mesmo que intempéries viessem
tentar me derrubar.
Aos meus colegas de classe, pelos momentos únicos vividos juntos e pela amizade
que levaremos durante toda vida.
A todos aqueles que contribuíram direta ou indiretamente para a conclusão deste
trabalho, meus sinceros agradecimentos!

LANA, Macshastner Wyser. GEOMETRIA DAS FERRAMENTAS DE CORTE PARA
USINAGEM. 2018. Número total de folhas 41. Trabalho de Conclusão de Curso
(Graduação em Engenharia Mecânica) – Faculdade Pitágoras, Belo Horizonte, 2018.
RESUMO
A influência do tipo e forma das ferramentas de corte para usinagem, caracteriza o
processo no qual deve-se aplicar tal ferramenta e observa-se com a elaboração deste
estudo a abordagem das principais instruções dos processos de usinagem. Entende-
se com isso o que acontece quando uma ferramenta corta um cavaco de uma peça,
e por que tais ferramentas são da forma que são. Observa-se que a geometria das
ferramentas são alicerce de toda usinagem, surpreendentemente, com mais de
duzentos anos de estudos sobre tal assunto, a tecnologia de ferramentas de corte
está, atualmente, passando por seu maior desenvolvimento, desde quando a
comercialização do carboneto de tungstênio ficou economicamente viável. As
ferramentas são uma das poucas áreas que se desenvolvem na mesma velocidade
dos computadores e softwares que as movimentam. De fato, os dois – ferramenta de
corte e comandos CNC – estão condicionados a um crescimento vertiginoso, e cada
um estimula o outro a melhorar.
Palavras-chave: Torneamento, parâmetros de usinagem, ferramenta, corte, cavaco,
usinagem, geometria.

LANA, Macshastner Wyser. GEOMETRY OF CUTTING TOOLS FOR MACHINING.
2018.Total number of sheets 41. Graduation in Mechanical Engineering - Pitágoras
College, Belo Horizonte, 2018.
ABSTRACT
The marking of the type and the cutting tools for the machining, the marking process
should not be applied and the tool of consultation with this method is an approach of
the main instructions of the machining processes. Understand what happens when a
tool is a one-piece chip, and it is a tool that it is. Tool geometry is the foundation of the
entire mill, with an increase in decades of studies on the subject, a cutting tool
technology is currently a major development since when a commercialization of
tungsten carbide became economically viable. The tools are the same ones that
develop the same speed of the computers and software that move them. In fact, the
two - cutting tool and CNC controls - are conditioned to a dizzying growth, and each
one stimulates the other to improve.
Keywords: Turning, machining parameters, tool, cutting, chip, machining, geometry.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Plaina do período neolítico........................................................................13
Figura 2 - Ferramentas de pedra...............................................................................14
Figura 3 - Furadeira de Wilkinson, acionada por roda d’água...................................15
Figura 4 - Ferramentas em aço carbono ...................................................................16
Figura 5 - Ferramentas produzidas em aço rápido....................................................17
Figura 6 - Ferramentas produzidas em aço rápido....................................................17
Figura 7 - Inserto produzidos com nitreto cúbico de boro .........................................18
Figura 8 - Ângulo de saída e de folga de uma ferramenta de corte genérica............22
Figura 9 - Geometria positivas e negativas da cunha de corte..................................23
Figura 10 - Representação de ferramenta com e sem ângulo de folga.....................24
Figura 11 - Combinação da aresta com ângulo formam o corte da broca.................25
Figura 12 - Acabamento superficial com e sem raio na ponta...................................26
Figura 13 - Cunha de corte da ferramenta de torneamento ......................................27
Figura 14 - Aresta e superfície de corte de uma fresa frontal....................................28
Figura 15 - Arestas e superfícies de parte de uma broca..........................................29
Figura 16 - Direção e movimento de corte no torneamento ......................................31
Figura 17 - Direção e movimento de corte na furação ..............................................32
Figura 18 - Direção e movimento de corte no fresamento discordante .....................33
Figura 19 - Percurso de corte no fresamento discordante ........................................34
Figura 20 - Grandezas de corte no torneamento cilíndrico .......................................36
Figura 21 - Penetração de avanço no fresamento tangencial ...................................37
Figura 22 - Fresamento discordante .........................................................................37

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ap PROFUNDIDADE DE CORTE
ae PENETRAÇÃO DE TRABELHO
af PENETRAÇÃO DE AVANÇO
b LARGURA DE USINAGEM
CN COMANDO NUMERICO
CNC COMANDO NUMERICO COMPUTADORIZADO
CBN NITRETO CÚBICO DE BORO
d DIÂMETRO
f AVANÇO
Le PERCURSO EFETIVO
Lc PERCURSO DE CORTE
Lf PERCURSO DE AVANÇO
Np NUMERO DE PASSES
n ROTAÇÃO DA FERRAMENTA
Tc TEMPO DE CORTE
Vc VELOCIDADE DE CORTE
Vf VELOCIDADE DE AVANÇO
Va VELOCIDADE DE AVANÇO

Sumário
1. INTRODUÇÃO .....................................................................................11
2. A EVOLUÇÃO HISTÓRICA DAS FERRAMENTAS DE CORTE..........13
2.1 A EVOLUÇÃO DAS FERRAMENTAS ..................................................................................13
2.2 O PERÍODO DA IDADE DA PEDRA....................................................................................14
2.3 O PERÍODO DA IDADE DO FERRO....................................................................................14
2.4 A NECESSIDADE DA MECANIZAÇÃO DOS PROCESSOS ....................................................15
2.5 O CRESCIMENTO COM A REVOLUÇÃO INDUSTRIAL........................................................16
2.6 A EVOLUÇÃO DOS MATERIAIS.........................................................................................18
3. GEOMETRIA DA CUNHA DE CORTE.................................................21
3.1 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS PARA O CORTE................................................................21
3.2 FORMAÇÃO DO CAVACO NA USINAGEM ........................................................................21
3.3 A IMPORTÂNCIA DA GEOMETRIA NA USINAGEM...........................................................22
3.4 A IMPORTÂNCIA DOS ÂNGULOS NA USINAGEM.............................................................23
3.5 A IMPORTÂNCIA NO CONTROLE DO CAVACO.................................................................24
3.6 A IMPORTÂNCIA DO RAIO DE CANTO OU RAIO DA PONTA ............................................26
3.7 A IMPORTÂNCIA DA GEOMETRIA DE CORTE NO DESEMPENHO NO TORNEAMENTO,
FRESAMENTO E FURAÇÃO.........................................................................................................26
4. MOVIMENTOS E GRANDEZAS NOS PROCESSOS DE USINAGEM31
4.1 MOVIMENTOS NAS OPERAÇÕES DE CORTE NA USINAGEM ...........................................31
4.2 PERCURSO NAS OPERAÇÕES DE CORTE NA USINAGEM..................................................33
4.3 AS GRANDEZAS NO PROCESSO DE USINAGEM ...............................................................35
4.4 AS GRANDEZAS NO PROCESSO DE TORNEAMENTO E FRESAMENTO .............................36
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................39

11
1.INTRODUÇÃO
A influência do tipo e forma das ferramentas de corte para usinagem,
caracteriza o processo no qual deve-se aplicar tal ferramenta e observa-se com a
elaboração deste estudo a abordagem das principais instruções dos processos de
usinagem. Entende-se com isso o que acontece quando uma ferramenta corta um
cavaco de uma peça, e por que tais ferramentas são da forma que são. Observa-se
que a geometria das ferramentas são alicerce de toda usinagem,
surpreendentemente, com mais de duzentos anos de estudos sobre tal assunto, a
tecnologia de ferramentas de corte está, atualmente, passando por seu maior
desenvolvimento, desde quando a comercialização do carboneto de tungstênio ficou
economicamente viável. As ferramentas são uma das poucas áreas que se
desenvolvem na mesma velocidade dos computadores e softwares que as
movimentam. De fato, os dois – ferramenta de corte e comandos CNC – estão
condicionados a um crescimento vertiginoso, e cada um estimula o outro a melhorar.
A classificação e ângulos de corte que cada ferramenta possui, impacta
diretamente no processo de usinagem. Os revestimentos, ou seja, o tratamento
térmico superficial que os insertos possuem na geração atual são um diferencial na
escolha da ferramenta de corte. A influência do tipo e forma das ferramentas de corte
para usinagem, caracteriza o processo no qual deve-se aplicar tal ferramenta e
observa-se com a elaboração deste estudo a abordagem das principais instruções dos
processos de usinagem. Entende-se com isso o que acontece quando uma ferramenta
corta um cavaco de uma peça, a importância e necessidade de parâmetros de corte
no processo de usinagem.
A geometria inadequada de uma ferramenta pode gerar uma instabilidade no
corte do cavaco de uma peça, assim qual a influência da geometria da ferramenta
para garantir um bom processo?
O objetivo geral deste trabalho e para conhecer a geometria das ferramentas
de corte para usinagem, e compreender suas necessidades. Descrever o avanço na
tecnologia das ferramentas de corte para usinagem. Citar as principais características
das ferramentas de corte para usinagem e apresentar a funcionalidade e parâmetros
de corte para usinagem.

Foi realizado uma revisão literária de pesquisa documental das normas
editoriais de publicação de artigos científicos nos sítios virtuais bibliotecários
universitários nacional e bibliografias institucional do período do primeiro semestre do
ano de dois mil e dezoito. Com pesquisa nos termos de parâmetro de corte, usinagem,
rotação, avanço desgaste de flanco, raio de ferramenta, ângulo de corte e termos
relacionados ao processo de manufatura por máquinas do tipo torno convencional e
CNC, fresadora, furadeiras e maquinas operatrizes.

2.A EVOLUÇÃO HISTÓRICA DAS FERRAMENTAS DE CORTE
2.1 A EVOLUÇÃO DAS FERRAMENTAS
De acordo com Stoeterau (2004), a pré-história compreende um período que
vai do surgimento do ser humano até a forma escrita de forma subjetiva, desde o
período da pedra lascada onde observa-se um parâmetro de subdivisão evolutivo do
homem tendendo a necessitar de usinagem. No período paleolítico, as facas, pontas
de lança, machados eram fabricados com ponta de pedras. Já no período Neolítico
observa-se artefatos obtidos com desgaste e polimento de pedras (princípio de
retificação). O homem começa a utilizar metais na fabricação de ferramentas no fim
da pré-história, com descobrimento de cobre, bronze, ouro e estanho em uma escala
menor. Observa-se que conforme a evolução do homem e suas necessidades, cria-
se dispositivos para agilizar ou facilitar seu trabalho, e junto com estes dispositivos ou
maquinas por assim dizer, desenvolvem-se as ferramentas de corte, que evoluem
paralelamente. A evidência de maquinas que utilizam ferramentas podem ser
constatadas no período paleolítico com aproximados 6.000 A.C., onde o homem
utilizava de uma estrutura de madeira como ferramenta para obtenção de desbastes
em pedras. Nota-se que na extremidade de contato entre a estrutura de madeira e a
placa de pedra, existe uma ferramenta de corte, que pode ser uma outra pedra com
uma dureza maior.
Figura 1 - Plaina do período neolítico
Fonte: (Spur, 1979, p.5)

2.2 O PERÍODO DA IDADE DA PEDRA
De acordo com Stoeterau (2004), registros egípcios de 1.500 A.C. evidenciam
um trabalho com um dispositivo, que auxilia nos trabalhos realizados para executar
furação, a figura demonstra o que se denomina como arco egípcio, no século XVI este
tipo de acionamento e aplicado em maquinas-ferramentas. Em sua extremidade a
ferramenta de corte aplicada seria uma ferramenta de pedra, onde sua geometria e
afiada pelo lascamento do gume.
Figura 2 - Ferramentas de pedra
Fonte: (Souza, 2016, p.30)
2.3 O PERÍODO DA IDADE DO FERRO
De acordo com Stoeterau (2004), com a idade do ferro se destacando sobre a
idade da pedra e ao passara dos séculos o comercio europeu exige uma melhor
qualidade com menor custo e tempo, sendo assim leva-se a substituição de arcos por
rodas d’água, ganhando em tempo devido a velocidade gerada devido a força motriz
aplicada nas maquinas ferramentas. Nesta fase ainda as maquinas eram de estrutura
em madeira e sua produtividade realizava-se por artesãos.

Figura 3 - Furadeira de Wilkinson, acionada por roda d’água
Fonte: (Spur, 1979, p.14)
2.4 A NECESSIDADE DA MECANIZAÇÃO DOS PROCESSOS
Neste período a usinagem era praticada em toras de madeira, e eram utilizadas
hastes metálicas forjadas, estas hastes tinham nas suas extremidades sua forma
geométrica característica, que quando em contato com a aresta de corte, gerava-se a
remoção de material criando a ornamentação dando forma a madeira de acordo com
a perícia do artesão. A forma de fixação destas ferramentas era manual onde ocorriam
muitos acidentes. (STOETERAU, 2004)
Até meados do século XVIII, o principal material utilizado para peças, em
engenharia, era a madeira, salvo raras exceções, a qual era usinada com ferramentas
de aço-carbono. Com a Revolução Industrial, novos e mais resistentes materiais
apareceram, impulsionando o desenvolvimento dos aços-liga como ferramentas de
corte. Mais tarde, a utilização da água e do vapor como fontes de energia
impulsionaram a indústria Metalmecânica, já no final do século XVIII e Início do século
XIX, propiciando assim o aparecimento de máquinas-ferramentas responsáveis pela
fabricação de outras variedades de máquinas e instrumentos em substituição ao
trabalho humano em diversas atividades. (MACHADO, 2011)

Figura 4 - Ferramentas em aço carbono
Fonte: (Souza, 2010 p.55)
2.5 O CRESCIMENTO COM A REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
A primeira contribuição relevante foi apresentada por John Wilkinson, em 1774
Mcgeough (1988), ao construir uma máquina para mandrilar cilindros de máquinas a
vapor, os quais antes eram usinados com equipamentos originalmente projetados
para mandrilar canhões e que, portanto, não eram capazes de assegurar a exatidão
exigida. (MACHADO,2011)
De acordo com os pesquisadores do centro de informação metal Mecânico
(1997), após a segunda guerra com a revolução industrial houve o surgimento de
maquinas CN e juntamente a necessidade de ferramentas de corte que suportassem
um maior tempo de usinagem. A forma de fixação passou a ser feitos por suportes e
de maneira intercambiável agilizando a troca da ferramenta com mais agilidade e mais
segurança operacional. As ferramentas eram de aço rápido de liga de aço composta
por 0,67 a 1,3% C, 5 a 12% Co, 3,75 a 4,5% Cr , 0,3% Mn, 4 a 9% Mo , 2 a 20% W, 1
a 5% V e apropriado tratamento térmico. O grande impulso nos materiais das
ferramentas foi entre os séculos XIX e XX, onde foi desenvolvido o primeiro aço rápido.
Através de teste de tratamentos térmicos, pesquisadores americanos como Taylor
determinou-se as velocidades de corte para os aços carbono, tendo uma diference de
5 m/min para 35 m/min, onde se originou o nome aço rápido.

Figura 5 - Ferramentas produzidas em aço rápido.
Fonte: Alberto, (2014)
Os dois – ferramenta de corte e comandos CNC – estão condicionados a um
crescimento vertiginoso, e cada um estimula o outro a melhorar. Com esse
crescimento foram realizadas pesquisa em materiais como carboneto de Tungstênio
e Karl Schröter chegou à liga de carboneto de Tungstênio e cobalto (WC-Co), tendo
uma diference dos 35 m/min do aço rápido para 300 m/min. (CHIAVERINE,1986)
Figura 6 - Ferramentas produzidas em metal duro.
Fonte: Ricardo, (2018)

2.6 A EVOLUÇÃO DOS MATERIAIS
Devido as propriedades do material elevar sua dureza e com isso ocorrência
de quebra, quando submetidos a paradas vigorosas ou impactos, foi criado uma
cobertura sobre este material, assim foi aumentado a vida útil e o rendimento das
ferramentas juntamente com estes revestimentos que hoje são aplicados e
denominados de CBN, que é um composto binário de nitreto de boro que aplicados
ao processo de moagem, prensagem, usinagem sinterização e acabamento dão forma
aos insertos utilizados nos tempos atuais. Materiais de corte como metais-duros
revestidos, cerâmicas, diamante policristalino e nitreto cúbico de boro “CBN”, podem
gerar benefícios devido às suas propriedades a altas velocidades de corte (SANDIVIK,
2006).
Figura 7 - Inserto produzidos com nitreto cúbico de boro
Fonte: Fernando, (1997)

Atualmente os processos de usinagem de alta complexidade ou qualidade são
realizados em máquinas automatizadas através do Comando Numérico
Computadorizado.
O CNC diminuiu ao mínimo a interferência do operador e o aumentou bastante a
produtividade e a qualidade das peças. Entretanto, estas vantagens ficam
comprometidas se os parâmetros de usinagem não são escolhidos corretamente, o
que pode ocasionar desgaste excessivo ou mesmo quebra de ferramentas,
superaquecimento, gasto elevado de energia, etc.
Estes problemas podem levar a danos irrecuperáveis na superfície da peça, aumento
do tempo morto de fabricação e consequente aumento de custos de produção. Todas
as ferramentas de corte compartilham quatro características de forma comuns que
são, ângulo de saída, ângulo de posição, raio de ponta e ângulo de folga. Cada uma
delas deve estar presente em vários graus para que a ferramenta funcione bem. Elas
são a base da geometria de uma ferramenta de corte.
No processo de usinagem existem diversas operações que necessitam de
ferramentas de corte com suas geometrias definidas de forma adequada, podendo ser
a ponta de uma broca quando rotacionada para perfurar o metal, movendo-se no
sentido axial.
Ele também pode ser a ponta de uma pastilha de ferramenta para torno, em que a
ferramenta de corte executa um movimento de translação, enquanto a peça gira em
torno do próprio eixo, ou pode ser a fresa de uma fresadora onde a ferramenta possui
de dois a diversos gumes em que a fresa executa um movimento de giro enquanto a
peça (mesa) se movimenta.
Na superfície de saída, durante essa breve fase, o cavaco entra em forte contato com
o bit. Uma vez que ele desliza sobre a superfície de saída, o cavaco é redirecionado
e dobrado para fluir em outra direção. Há muito atrito no ponto de contato entre o
cavaco e a superfície de saída por onde o cavaco é expelido. Essa zona de forte
pressão de saída é fundamental para a ação de corte. Além da zona de saída, o
cavaco está completamente formado. Ele continua a deslizar ao longo da extensão da
superfície e para fora do furo brocado, em nosso exemplo, ou para fora do bit em
outras operações.
Observa-se no o ângulo de folga um propósito diferente da saída, ele permite que a
aresta de corte entre em contato com a peça sem que haja atrito atrás dela. Você

também já deve ter ouvido ele ser chamado de ângulo de incidência, porque é o que
ele faz, alivia o corte atrás da aresta de corte para evitar atritos indesejáveis.
Para os diversos ângulos temos de acordo com um que é chamado de ângulo de corte
ou ângulo de posição em várias ferramentas de corte (nas oficinas, geralmente, ele é
chamado de “posição”, pois indica o ângulo de posição da aresta principal com a
direção de avanço).
O ângulo de corte é uma importante característica de controle do cavaco em todas as
ferramentas de corte. Ângulo de posição é o ângulo formado entre a aresta de corte e
a direção do avanço. Ele oferece muitos benefícios para a ação de corte. Raio da
ponta é a quarta forma básica de ferramenta. Arredondamento da ponta ou junção
entre as arestas principal e secundária da ponta de corte.
O raio de canto é muito mais comum em ferramentas para tornos e fresadoras, mas
ele oferece os mesmos benefícios em brocas e qualquer outra ferramenta de corte.
(FITZPATRICK, 2013).
A velocidade de corte usada no torneamento tem um efeito sobre a vida da
ferramenta maior do que o avanço e a profundidade de corte, e por isso sua seleção
é mais crítica (TEDESCO, 2007).
Altas velocidades também podem criar problemas relacionados à vibração, vida
dos componentes da máquina, assim como a produção e segurança. Devem sempre
ser feitas considerações criteriosas a respeito de aumentos na produção e custos por
peça usinada (FERRARESI, 1986).
Segundo Tedesco (2007), os parâmetros velocidade de corte (Vc), avanço (f) e
profundidade de corte (ap) afetam a taxa de material removido e a vida da ferramenta
no torneamento. Qualquer aumento nesses parâmetros aumenta a taxa de remoção
de material, mas diminui a vida da ferramenta. Uma mudança em quaisquer desses
parâmetros tem um efeito igual na taxa de remoção, mas um efeito diferente sobre a
vida da ferramenta.

3.GEOMETRIA DA CUNHA DE CORTE
3.1 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS PARA O CORTE
Os movimentos nas operações de usinagem são movimentos relativos entre a peça
e a aresta cortante e a peça considerada estacionária. Podem-se distinguir dois tipos
de movimentos: os que causam diretamente a saída de cavaco e os que não tomam
parte diretamente na sua retirada. (MACHADO,2011).
De acordo com Fitzpatrick (2013), todas ferramentas de corte possuem quatro
características em comum que são: ângulo de saída, ângulo de posição, ângulo de
folga e raio da ponta. Cada uma tem seu grau específico para cada tipo de material a
ser usinado. Essas geometrias podem ser tanto de uma ponta de broca como de um
bit, como também um inserto (ponta da ferramenta intercambiável) que pode ser para
um torno ou uma fresadora. Em qualquer uma ferramenta que seja utilizado para
usinar, os quatro ângulos de corte serão visualizados e necessários.
3.2 FORMAÇÃO DO CAVACO NA USINAGEM
Para Fitzpatrick (2013), ocorrem duas seções distintas que são a de
cisalhamento e recalque. Estas duas ações ocorrem simultaneamente quando o
cavaco e formado. A seção de cisalhamento ocorre onde a aresta afiada e destacada,
já o recalque ocorre na saída, onde o cavaco e forçado a para cima da face da
ferramenta. Na superfície de saída existe um forte contato, que desliza sobre a
superfície fazendo que o cavaco seja redirecionado para outra direção. A região, zona
de forte pressão de saída e fundamental para a ação de corte.

Figura 8 - Ângulo de saída e de folga de uma ferramenta de corte genérica
Fonte: (Fitzpatrick, 2013, p. 2)
3.3 A IMPORTÂNCIA DA GEOMETRIA NA USINAGEM
Para Fitzpatrick (2013), o recalque real e formado a no máximo um oitavo de
polegada, ou seja, aproximadamente três virgula dezesseis milímetros da aresta de
corte. Esta distância dependerá do processo chamado avanço, quanto menor o
avanço menor a remoção de cavaco assim quanto maior o avanço maior a
contribuição na remoção do cavaco, ou seja, o cavaco se distancia da ponta de corte.
A deformação do cavaco e direcionada de acordo com a superfície de saída da cunha,
ou seja, cada material terá uma cunha adequada para que a deformação do cavaco
siga um caminho, gerando um cavaco de preferência quebradiço. As geometrias
positivas ou negativas nas ferramentas de corte podem ter um efeito drástico na
usinagem ou na formação do cavaco, a mudança do ângulo do cavaco durante o
processo de usinagem pode indicar uma falha no inserto, broca ou ferramenta de
corte.

Figura 9 - Geometria positivas e negativas da cunha de corte
3.4 A IMPORTÂNCIA DOS ÂNGULOS NA USINAGEM
Para Fitzpatrick (2013), o propósito do ângulo de folga e para que o atrito
gerado atrás seja mínimo, este ângulo também e conhecido como ângulo de
incidência pode-se verificar a área de fricção. Esta ausência de folga gera calor devido
ao excesso de atrito no que pode ocorre superaquecimento tanto da peça quanto da
ferramenta de corte. Porém o aumento do ângulo de incidência (folga) pode
enfraquecer a cunha de corte da ferramenta e reduzir o tempo de vida útil da
ferramenta de corte. O ângulo de folga adequado para maior parte das ferramentas
está entre 5º e 10º, além do enfraquecimento da cunha de corte o aquecimento pode
provocar o que chamamos de cegar/queimar a ferramenta, em contra partida permite
uma entrada maior de refrigeração, porem a comparação aumento da folga pela
quantidade de superaquecimento ocasionando quebra faz com que isso não justifique
o aumento da folga.

Figura 10 - Representação de ferramenta com e sem ângulo de folga
Fonte: (Fitzpatrick, 2013, p. 5):
3.5 A IMPORTÂNCIA NO CONTROLE DO CAVACO
A usinagem é reconhecidamente o processo de fabricação mais popular do
mundo, transformando em cavacos algo em torno de 10% de toda a produção de
metais e empregando dezenas de milhões de pessoas (TRENT, 1985).
Para Fitzpatrick (2013), o ângulo de posição ou ângulo de corte é o que indica
uma das características no controle de cavaco nas ferramentas de corte de modo
geral. Ele e formado entre a aresta de corte e a direção do avanço que pode se
observar em uma broca logo podemos visualizar os ângulo em ambas as posições já
o ângulo de posição pode ser comparado com a área de corte de contato com ao
material, quanto maior o ângulo de posição maior será a área de contato o ângulo
excessivo pode ser prejudicial, ocasionando viração em consequência de trepidação,
com isso geram um mal acabamento superficial em peças usinadas. O ângulo de
posição pode ser um fator de controle em superfícies usinadas, a observação de
trepidação em peças pode ser solucionada reduzindo o ângulo de posição.
De acordo com Ezugwu (1999), atribuem a complexidade da operação de
roscamento ao desgaste de ferramenta e citam que a cobertura auxilia na redução do
coeficiente de atrito na região de geração do cavaco. Por outro lado, Chawla (2005),
mostra que à medida que a rugosidade da ferramenta aumenta, a quebra do cavaco
melhora pois gera maior atrito, aumentando assim a tensão para quebra do cavaco.

Os catálogos dos principais fornecedores de ferramenta Sandivic (2010), mostram que
a pressão excessiva na aresta e ou a quebra da pastilha no roscamento podem ser
causadas por profundidades de usinagem muito baixas em materiais endurecidos e
devido a um controle de cavaco ineficaz. Para Saotome (1984), afirma que o desgaste
de ferramentas de roscamento é muito mais acentuado que em ferramentas de
torneamento e faceamento devido ao maior contato entre a aresta de corte e a peça.
De acordo com Zhou (1997), enfatizam que em aproximadamente 50% dos casos a
vida de uma ferramenta de carboneto de tungstênio é determinada por quebra
prematura. Para Chen (2013), os principais motivos são os parâmetros de corte mal
escolhidos e o cavaco em fitas gerado, também citam que o roscamento é uma das
etapas mais complexas e que a quebra da ponta da ferramenta é muito comum,
principalmente quando se utiliza ferramentas multi arestas e com alturas diferentes,
pois todas as arestas removem material e estão expostas ao cavaco.
Figura 11 - Combinação da aresta com ângulo formam o corte
da broca

3.6 A IMPORTÂNCIA DO RAIO DE CANTO OU RAIO DA PONTA
De acordo com Fitzpatrick (2013), para o raio de canto existem três benefícios
que seriam, uma suavização no corte com uma distribuição melhor do cavaco na
usinagem um melhor a acabamento superficial e maior resistência. Em processo de
torneamento as marcas deixadas para uma ferramenta sem raio a superfície
apresentam uma superfície com cantos vivos em contra partida a ferramenta com raio
na ponta apresenta uma superfície com marcas de onda. Da mesma forma que um
ângulo de posição muito grande e gera características indesejadas o raio da ponta
também e um ponto de controle a se verificar, quanto maior o raio da ponta maior será
a área de contato o raio excessivo pode ser prejudicial, ocasionando viração em
consequência de trepidação, com isso geram um mal acabamento superficial em
peças usinadas.
Figura 12 - Acabamento superficial com e sem raio na ponta
Fonte: (Fitzpatrick, 2013, p. 9):
3.7 A IMPORTÂNCIA DA GEOMETRIA DE CORTE NO DESEMPENHO NO
TORNEAMENTO, FRESAMENTO E FURAÇÃO
Cada um dos ângulos descritos anteriormente tem um papel a desempenhar durante
o corte, portanto, seu valor deve ser cuidadosamente determinado. O ângulo de
posição geralmente varia de 45º a 95° e tem as seguintes funções:
Distribuir as tensões de corte favoravelmente no início e no fim do corte.
Influenciar na direção de saída do cavaco. (MACHADO, 2011)

De acordo com Diniz (2013), a geometria da ferramenta de corte exerce grande
influência no desempenho da usinagem. Se a geometria não for preparada
adequadamente, não haverá êxito na operação. A importância é tanta que foi
necessário uniformizar a nomenclatura - como, no caso, a norma brasileira NBR 6163
– Conceitos da Técnica de Usinagem: Geometria da Cunha Cortante: Terminologia
(ABNT, 1980). Arestas de corte: são as arestas da cunha de corte formadas pelas
superfícies de saída e de folga. Deve-se distinguir a aresta principal de corte S e a
aresta secundária de corte S’. Ponta de corte: parte da cunha de corte onde se
encontram a aresta principal e a aresta secundária de corte. Ponto de corte escolhido:
ponto destinado à determinação dos planos e ângulos da cunha de corte, ou seja, as
definições se referem a um ponto da ferramenta, dito ponto de corte escolhido ou
Ponto de Referência.
Figura 13 - Cunha de corte da ferramenta de torneamento
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 26)
A geometria da ferramenta de corte exerce influência, juntamente com outros fatores,
a usinagem dos metais. É necessário, portanto, definir a ferramenta através dos
ângulos da “cunha” para cortar o material. Cunha de corte é a cunha formada pelas
superfícies de saída e de folga da ferramenta. Através do movimento relativo entre
peça e ferramenta, formam-se os cavacos sobre a cunha de corte. Somente o ângulo
de cunha não garante que o material seja cortado com sucesso, outros ângulos

também assumem papel importante e estão relacionados com a posição da
ferramenta em relação a peça.
Figura 14 - Aresta e superfície de corte de uma fresa frontal
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 27)
Eles são os ângulos de folga(α), e de saída(γ). 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 cunhada ferramenta perde resistência,
podendo soltar pequenas lascas ou quebrar;
• α depende principalmente da resistência do material da ferramenta e da peça a
usinar.

Figura 15 - Arestas e superfícies de parte de uma broca
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 27)
Geralmente o ângulo α está entre 2° e 14°. Ângulo de saída (γ): ângulo entre a
superfície de saída e o plano de referência da ferramenta. 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
γ depende principalmente de:
• Resistência do material da ferramenta e da peça a usinar;
• Quantidade de calor gerado pelo corte;
• Velocidade de avanço.

O ângulo γ deve ser: Maior para materiais que oferecem pouca resistência ao corte.
Se γ (ângulo de saída) aumenta, o β (ângulo de cunha da ferramenta) diminui; Menor
(e as vezes até negativo) para materiais mais duros e com irregularidades na
superfície. Se o ângulo γ diminui, o β (ângulo de cunha da ferramenta) aumenta; O
ângulo γ negativo é muito usado para corte de materiais de difícil usinabilidade e em
cortes interrompidos, com o inconveniente da necessidade de maior força de e
potências de usinagem e maior calor gerado pela ferramenta, geralmente o ângulo γ
está entre 10° e 30°. O ângulo de saída pode ser positivo, nulo ou negativo.

4.MOVIMENTOS E GRANDEZAS NOS PROCESSOS DE USINAGEM
4.1 MOVIMENTOS NAS OPERAÇÕES DE CORTE NA USINAGEM
O princípio usados em toda máquina-ferramenta para obter a superfície
desejada é providenciar um movimento relativo apropriado entre a peça e a
ferramenta, escolhida adequadamente. Assim, para o estudo da usinagem, é
necessária a definição das grandezas físicas no processo de corte. (MACHADO,
2011).
De acordo com Diniz (2013), os movimentos nas operações de usinagem são
movimentos relativos entre a peça e a aresta cortante e a peça considerada
estacionária. São distinguidos dois tipos, os que causam a saída de cavaco e os que
não tomam parte diretamente na sua retirada.
• Movimentos de corte entre a peça e a aresta de corte.
• Movimento de avanço com o movimento de corte, provoca a retirada contínua do
cavaco.
• Movimento efetivo resultante dos movimentos de corte e avanço realizados ao
mesmo tempo.
Figura 16 - Direção e movimento de corte no torneamento
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 15)
Movimentos que não causam diretamente a formação do cavaco.

• Movimentos de aproximação, é o movimento da ferramenta em direção à peça,
com a finalidade de posicioná-la para iniciar a usinagem;
• Movimento de ajuste é o movimento para determinar a espessura de material a ser
retirado;
• Movimento de correção é o movimento entre a ferramenta e para compensar
alterações de por exemplo, pelo desgaste da a peça, empregado posicionamento
devidas, ferramenta.
• Movimento de recuo é o movimento da ferramenta pelo qual ela, após a usinagem,
é afastada da peça tanto os passivos movimentos ativos são importantes, pois
estão associados a tempos como eles que, somados, resultam no tempo total de
fabricação.
Figura 17 - Direção e movimento de corte na furação
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 16)
Tanto os movimentos ativos quanto passivos são importantes, eles estão associados
a tempo de resultantes de fabricação, que estão associação a direção, sentido,
velocidade e percurso.

Figura 18 - Direção e movimento de corte no fresamento discordante
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 16)
4.2 PERCURSO NAS OPERAÇÕES DE CORTE NA USINAGEM
De acordo com Diniz (2013), o percurso durante um tempo desejado e considerado
na evolução do processo assim temos:
• Direção efetiva é a direção instantânea do movimento efetivo de corte. Percurso
efetivo (Le), é o espaço percorrido pelo ponto de referência da aresta cortante
sobre a peça, segundo a direção efetiva de corte Velocidade de corte é a
velocidade desenvolvida pelo movimento de corte.
• Direção de corte é a direção instantânea do movimento de corte. Percurso de corte
(Lc), é o espaço percorrido pelo ponto de referência da aresta cortante sobre a
peça, segundo a direção de corte.
• Direção de avanço é a direção instantânea do movimento de avanço. Percurso de
avanço (Lf), é o espaço percorrido pelo ponto de referência da aresta cortante
sobre a peça, segundo a direção de avanço.

Figura 19 - Percurso de corte no fresamento discordante
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 16)
Nos manuais, catálogos e demais documentos técnicos, a velocidade de corte é
indicada pelas letras Vc e o seu valor é expresso em metros por minuto (m/min).
Velocidade de avanço é a velocidade do movimento de avanço. Nos manuais,
catálogos e demais documentos técnicos, a velocidade de avanço é indicada pelas
letras Vf ou Va e o seu valor é expresso em milímetros por minuto (mm/min) ou em
milímetros por volta (mm/rot).
Tempo de Corte é o intervalo de tempo necessário para usinagem da peça. Nos
manuais, catálogos e demais documentos técnicos, o tempo de corte é indicado pelas
letras Tc e o seu valor é expresso em minutos (min).
Número de passes é o número de vezes em que o percurso de avanço é realizado.
Nos manuais, catálogos e demais documentos técnicos, o número de passes é
indicado pelas letras Np.
No torneamento o diâmetro diminui a cada passe, já, no fresamento é a espessura
que diminui a cada passe.
Profundidade ou largura de usinagem (ap) é a profundidade ferramenta na ou largura
de penetração da peça, medida em uma direção perpendicular ao plano de trabalho.
Penetração de trabalho (ae) é a penetração da ferramenta em relação à peça, medida
no plano de trabalho e em uma direção perpendicular à direção de avanço.

Penetração de avanço (af) é a grandeza de penetração da ferramenta medida no plano
de trabalho e na direção de avanço.
4.3 AS GRANDEZAS NO PROCESSO DE USINAGEM
De acordo com Diniz (2013), as considerações sobre a Velocidade de corte devem-
se observar.
• Os valores da Vc são encontrados em tabelas fornecidas pelos fabricantes de
ferramentas de corte;
• Os valores de rpm e gpm são ajustados nas máquinas- ferramentas antes do início
da usinagem. Em máquinas CNC os valores da Vc tem variação contínua;
• A Vc é parâmetro de corte mais influente na vida das ferramentas.
A equação (1) descreve a velocidade de corte para usinagem.
𝑉
𝑐 =
𝜋. 𝑑. 𝑛
1000
(1)
Fatores que influenciam na Velocidade de corte são:
• Tipo de material da ferramenta;
• Tipo de material a ser usinado;
• Condições de refrigeração;
• Condições da máquina-ferramenta
A equação (2) descreve o avanço de corte para usinagem.
𝑉𝑓
1000. 𝑉
𝑐. 𝑓
𝜋. 𝑑
(2)
Para o tempo de corte utiliza-se a fórmula a seguir e quando acrescentado passes,
essa quantidade e multiplicada pelo resultado.
A equação (3) descreve o tempo de corte para usinagem.

𝑇𝑐 =
𝐿𝑓
𝑉𝑓
=
𝐿𝑓
𝑓. 𝑛
=
𝜋. 𝑑. 𝐿𝑓
1000. 𝑓. 𝑉
𝑐
(3)
4.4 AS GRANDEZAS NO PROCESSO DE TORNEAMENTO E FRESAMENTO
De acordo com Diniz (2013), no torneamento o diâmetro diminui a cada passe,
já, no fresamento é a espessura que diminui a cada passe.
Figura 20 - Grandezas de corte no torneamento cilíndrico
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 20)
Penetração de trabalho (ae) é a penetração da ferramenta em relação à peça, medida
no plano de trabalho e em uma direção perpendicular à direção de avanço.

Figura 21 - Penetração de avanço no fresamento tangencial
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 21)
Figura 22 - Fresamento discordante
Fonte: (Diniz A. , 2013, p. 21)

Na usinagem praticamente as grandezas são raramente constantes, no entanto e
frequente considera-las constantes, com isso esse fator de análise agregado as
diversas variáveis que se encontram no processo de usinagem são consideradas para
que a margem de erro seja reduzida, os erros chegam entre dez e quinze por cento
entre os valores medidos e ou calculados. Fazendo com que a importância na
definição das grandezas e geometrias sejam definidas corretamente.

5.CONSIDERAÇÕES FINAIS
A influência do tipo e forma das ferramentas de corte para usinagem,
caracteriza o processo no qual deve-se aplicar tal ferramenta e observa-se com a
elaboração deste estudo a abordagem das principais instruções dos processos de
usinagem. O tipo e forma das ferramentas de corte para usinagem e definido pelas
características do processo a ser aplicado. A geometria da ferramenta e de
fundamental importância para que o processo de usinagem possa ser efetuado de
forma a garantir os padrões de qualidade e possibilidades que os equipamentos atuais
possibilitam. Entende-se com isso o que acontece quando uma ferramenta corta um
cavaco de uma peça, e por que tais ferramentas são da forma que são. Pode se
observar que as geometrias das ferramentas são fundamentais para execução dos
processos de usinagem.
A classificação e ângulos de corte que cada ferramenta possui, impacta
diretamente no processo de usinagem. Com a demonstração da evolução das
ferramentas de corte, passando pelo período fundamental e revolucionário até a
atualidades com este trabalho pode-se visualizar o período histórico evolutivo das
ferramentas de corte. Assim como demonstrar a importância do tipo e forma das
ferramentas de corte para usinagem, caracterizando o processo no qual deve-se
aplicar tal ferramenta e observa-se com a elaboração deste estudo a abordagem das
principais instruções dos processos de usinagem. Visualizou-se com isso o que
aconteceu quando uma ferramenta corta um cavaco de uma peça, a importância e
necessidade de parâmetros de corte no processo de usinagem.
Com a demonstração das principais características na geometria de corte na
usinagem assim como a geometria de corte e importante para o processo de usinagem
este trabalho pode atingir sua as expectativas apresentadas.
Foram citadas as principais características das ferramentas de corte para
usinagem e apresentadas as funcionalidades e parâmetros de corte para usinagem.
As principais dificuldades foram encontrar revisões literárias nacionais com
termos de parâmetro de corte, usinagem, rotação, avanço desgaste de flanco, raio de
ferramenta, ângulo de corte e termos relacionados ao processo de manufatura. Por
ser um tema técnico as literaturas tratam sempre do mesmo conteúdo sem muita
diversificação. Sendo por outro lado positivo devido a padronização do entendimento
sobre o conteúdo.

REFERENCIAS
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with adhesion friction at chip/tool interface.2005.
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1986. 325 p.
CHEN, Liao. A method for determining the nose radius of an unequal nose radius multi-
point threading tool.2013.Journal of Advanced Mechanical Design Systems and
Manufacturing, v. 7, n. 2, 2013
DINIZ, Anselmo et al. Tecnologia da usinagem dos materiais. 8. ed. São Paulo:
Artliber, 2013. 270 p.
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FERRARESI, D. Tecnologia da usinagem dos metais. 9a. ed. São Paulo: Editora
Edgard Blucher LTDA. 2003 (Ferraresi, 2003)
FITZPATRICK, Michael. Introdução aos processos de usinagem. 5. ed. São Paulo:
AMGH Editora LTDA. 2013.506 p.
MACHADO, A.R., COELHO, R.R., ABRÃO, A.M., et al., Teoria da Usinagem dos
Materiais, 2 ed., São Paulo, Edgard Blücher, 2011. 371p.
MCGEOUGH, J. A. Advanced methods of machining. Londres: Chaprnan and Hall,
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SANDVIK. Manual Técnico - Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 2010
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SPUR, G.; STÖFERLE, Th. Handbuch de Fertigugstechnik – vol. 3. Viena: Carl Hanser
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STOETERAU, R. L. Introdução ao projeto de máquina-ferramentas modernas.
EMC/UFSC, 2004.
STEMMER C. R. Ferramentas de Corte I. 6ª edição. Editora Universidade Federal de
Santa Catarina. Florianópolis, 2006.

TEDESCO, M.E. Variação Dimensional e Microestrutural do Aço AISI 4140 em Peças
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RICARDO, F. Portal usinagem Brasil- 2018 - http://www.usinagem-
brasil.com.br/12340-ha-90-anos-era-lancada-a-1a-ferramenta-de-metal-duro/ :>.
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