O documento descreve processos de usinagem como torneamento e fresamento, explicando seus princípios, equipamentos, parâmetros e aplicações. É apresentada a história da usinagem e os principais tipos de processos e operações como faceamento, cilindragem e fabricação de roscas.

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG
CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO –CDSA
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Prof.: João Leite
USINAGEMUSINAGEMUSINAGEMUSINAGEMUSINAGEMUSINAGEMUSINAGEMUSINAGEM

2. HistóricoHistórico
Milhares de anos a.C. os povos antigos
descobriram a possibilidade de transformação
do movimentação em rotação. Esse processo
ficou conhecido como furação de corda puxada.
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A furação de corda puxada
possibilitava a furação a
partir do atrito de uma
peça em outra, levando à
remoção de material,
PRINCÍPIO FUNDAMENTAL
DOS PROCESSOS DE
USINAGEM.

3. Processos de fabricaçãoProcessos de fabricação
Pode-se dividir os processos de fabricação de
peças metálicas em dois grandes grupos:
• Os processos onde as peças são obtidas a
partir da remoção de material;
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partir da remoção de material;
• Os processos onde as peças são obtidas
sem a remoção de material.
Os processos onde ocorre a remoção de
material são chamados de USINAGEM, sendo
um dos processos de fabricação mais
populares do mundo.

4. UsinagemUsinagem
Definição:
Processo que ao conferir formas, dimensões e
acabamento a um material, transformando-o
em uma peça, produzem cavaco.
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em uma peça, produzem cavaco.
• Por cavaco entende-se a quantidade de
material retirado, retirado por uma
ferramenta específica e que se caracteriza
por uma forma geométrica irregular.
Cerca de 10% em peso, do material usado para
fabricação por usinagem, vira cavaco. Esse material pode
ser retornar ao processo, a partir de nova fundição.

5. UsinabilidadeUsinabilidade
• A retirada do material e a geração do cavaco durante o
processo de usinagem comumente ocorre de maneira
diferente.
• Enquanto alguns materiais podem ser trabalhados
facilmente, outros apresentam problemas tais como:
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facilmente, outros apresentam problemas tais como:
Empastamento, desgaste rápido da ferramenta, mau
acabamento, necessidade de grande potência para o corte,
etc.
• A maior ou menor dificuldade de usinagem está ligada ao
que se chama de usinabilidade. A usinabilidade pode ser
definida como sendo o grau de dificuldade que
determinado material apresenta para ser usinado.

6. UsinabilidadeUsinabilidade
• A usinabilidade não depende apenas das
características do material, mas também, de
outros parâmetros da usinagem, tais como:
• Refrigeração;
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• 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.

7. UsinabilidadeUsinabilidade
As características de processo juntamente com as
características dos materiais vão ter influência
significativa sobre:
· Vida da ferramenta;
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· Força de corte;
· Potência consumida;

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

9. Movimentos de usinagemMovimentos de usinagem
É o movimento entre a ferramenta e a peça que provoca
remoção de cavaco durante uma única rotação ou um
curso da ferramenta.
Movimento de corte
9Fonte: Fernando Penteado

10. Movimentos de usinagemMovimentos de usinagem
É o movimento entre a ferramenta e a peça que
juntamente com o movimento de corte possibilita uma
remoção contínua do cavaco.
Movimento de avanço
10Fonte: Fernando Penteado

11. Movimentos de usinagemMovimentos de usinagem
É o movimento que gera a penetração da ferramenta na
peça determinando a espessura da camada de cavaco a ser
removido.
Movimento de ajuste (penetração)
11Fonte: Fernando Penteado
MOVIMENTO DE AJUSTE

12. Movimentos de usinagemMovimentos de usinagem
Movimento efetivo de corte
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SOMATÓRIO do movimento de corte, avanço e
penetração!
Fonte: Fernando Penteado

13. Processos convencionais de usinagemProcessos convencionais de usinagem
Na realidade as peças podem ser produzidas com ou
sem a remoção de material (cavaco). Todos os
processos onde há produção de cavaco SÃO
PROCESSOS DE USINAGEM.
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14. Principais propriedades mecânicas dosPrincipais propriedades mecânicas dos
materiaismateriais
• RESISTÊNCIA
• É a carga máxima por unidade de área suportada
pelo material, a partir da qual haverá alguma
mudança. Ex: Limite de escoamento, elástico,
tensão máxima e resistência a ruptura.
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tensão máxima e resistência a ruptura.
• DUCTIBILIDADE
• Representa o quanto um material poder ser
deformado antes de romper.
• DEFORMAÇÃO
• É a mudança dimensional que se verifica no
material como resultado da carga aplicada.

15. Principais propriedades mecânicas dosPrincipais propriedades mecânicas dos
materiaismateriais
• TENACIDADE
• É a quantidade de energia que um material pode
absorver antes de quebrar (fraturar).
• DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
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• DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
• É a deformação a partir da qual o material
deformam-se permanentemente, perdendo a
capacidade de voltar a situação anterior à
aplicação da carga.

16. TorneamentoTorneamento
O torneamento é um processo mecânico de
usinagem destinado a obtenção de superfícies de
revolução com o auxílio de uma ou mais
ferramentas monocortantes.
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ferramentas monocortantes.
“no torneamento a peça gira em torno do eixo
principal de rotação da máquina e a ferramenta se desloca
simultaneamente segundo uma trajetória coplanar com o
eixo referido”.

17. Torneamento convencionalTorneamento convencional
• Homem executa a tarefa, “comando-a-comando”.
Vantagens
- Baixo custo;
- viável para
produção em baixa
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escala.
Por outro lado
- Baixo controle
dimensional;
- Acabamento
superficial regular;
- Alta dependência
do homem.

18. Torneamento CNC (Torneamento CNC (CComandoomando NNuméricoumérico
CComputadorizado)omputadorizado)
• Homem programa a máquina. Máquina executa a
tarefa sem a necessidade da presença do
homem.
Vantagens
- ótimo acabamento
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A precisão de tal máquinas chega a ser tão
pequena quanto 1 mícron.
- ótimo acabamento
superficial;
-Maior controle
dimensional;
- ocorre sem a
presença do homem.
Por outro lado
- É mais caro
- Só é viável para
produção em escala

19. Principais atividades de torneamentoPrincipais atividades de torneamento
Quanto à trajetória, o torneamento pode ser
dividido em:
• Retilíneo
Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca
segundo uma trajetória retilínea.
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segundo uma trajetória retilínea.
• Curvilíneo
Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca
segundo uma trajetória curvilínea.

20. Principais atividades de torneamentoPrincipais atividades de torneamento
• Faceamento;
• Sangramento;
• Cilindragem;
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• Fabricação de rosca;
• Perfilamento.

21. Principais atividades de torneamentoPrincipais atividades de torneamento
Movimento de avanço da ferramenta se dá no
sentido transversal ao eixo de rotação da peça. Sua
finalidade é a obtenção de uma superfície plana.
Faceamento
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finalidade é a obtenção de uma superfície plana.

22. Principais atividades de torneamentoPrincipais atividades de torneamento
Sangramento
Movimento de avanço da ferramenta se dá no
sentido transversal ao eixo de rotação da peça. Sua
finalidade é a separação (corte) da peça ou a
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finalidade é a separação (corte) da peça ou a
abertura de um canal.

23. Principais atividades de torneamentoPrincipais atividades de torneamento
Cilindragem
Movimento de avanço da ferramenta se dá no
sentido paralelo ao eixo de rotação da peça. Sua
finalidade é a obtenção de uma peça com
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finalidade é a obtenção de uma peça com
formato cilíndrico (externo ou interno). No caso
da cilindragem interna se obtém um tubo.

24. Principais atividades de torneamentoPrincipais atividades de torneamento
Fabricação de roscas
Movimento de corte e avanço são sincronizados de
maneira a gerar os filetes com o passo desejado. Sua
finalidade de a produção de roscas externas (parafusos) ou
internas (porcas).
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internas (porcas).

25. Principais atividades de torneamentoPrincipais atividades de torneamento
Perfilamento
Movimento de avanço ocorre
perpendicularmente ao eixo da peça. Sua finalidade
é a obtenção de peças com o perfil idêntico ao da
ferramenta utilizada (ferramentas especiais).
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ferramenta utilizada (ferramentas especiais).

26. FresamentoFresamento
Processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de superfícies quaisquer com o auxílio
de ferramentas multicortantes, na qual a ferramenta
gira enquanto a peça fica estacionária ou se desloca
segundo uma trajetória retilínea qualquer.
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27. Torneamento xTorneamento x fresamentofresamento
TorneamentoTorneamento FresamentoFresamento
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Peça de trabalho em rotação
Ferramenta estacionária
Contato constante
Espessura de corte constante
Força de corte constante
Peça de trabalho
estacionária
Ferramenta em rotação
Contato interrompido
Espessura de corte variável
Força de corte variável
FONTE:
Curso de CNC
Prof. Ricardo Adriano dos Santos

28. AplainamentoAplainamento
Processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de superfícies por desbaste, a partir de
um movimento retilíneo alternativo da peça ou da
ferramenta. Existem dois tipos de aplainamento: vertical
e horizontal.
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29. Parâmetros de usinagemParâmetros de usinagem
Velocidade de corte
Velocidade linear instantânea entre a ponta da ferramenta
e a peça em rotação, segundo a direção e sentido de corte.
Vc – Velocidade de corte (m/min)TORNEAMENTO / FRESAMENTO
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Vc = π . d . n
1000
Vc – Velocidade de corte (m/min)
d – diâmetro da peça (mm) – para torneamento
d – diâmetro da ferramenta (mm) – para fresamento
n – número de rotações (rpm)
TORNEAMENTO / FRESAMENTO
Vc = 2. c. gpm
1000
APLAINAMENTO Vc – Velocidade de corte (m/min)
c – percurso da ferramenta (mm)
gpm – golpes por minuto

30. Parâmetros de usinagemParâmetros de usinagem
Velocidade de corte
(algumas tabelas)
Ferramenta de aço rápido
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31. Parâmetros de usinagemParâmetros de usinagem
Velocidade de avanço
O avanço é a distância percorrida a cada volta da peça ou
dente da ferramenta. A velocidade de avanço mede este
avanço por unidade de tempo, SENDO O FATOR MAIS
IMPORTANTE PARA A QUALIDADE DO ACABAMENTO.
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Vf = f . n
IMPORTANTE PARA A QUALIDADE DO ACABAMENTO.
Vf – Velocidade de avanço (mm/min)
f – avanço (mm/volta)
n – número de rotações (rpm)
TORNEAMENTO
FRESAMENTO
Vf = f . n. z
Vf – Velocidade de avanço (mm/min)
f – avanço (mm/dente)
n – número de rotações (rpm)
z – número de dentes (unid.)

32. Parâmetros de usinagemParâmetros de usinagem
Velocidade de avanço
(algumas tabelas)
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Os valores do avanço (f) variam de acordo com o material de fabricação
das ferramentas e são fornecidos nos catálogos do fabricantes da mesma.

33. Parâmetros de usinagemParâmetros de usinagem
Tempo de usinagem
Representa o tempo-máquina gasto nas operações de
usinagem e serve para determinar a capacidade e
necessidade de máquinas para produção de determinado
conjunto de peças (mix).
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Os tempos de preparação (ex: colocação e retirada de peças) variam de
acordo com cada empresa, seus operadores e métodos e devem ser
determinados A PARTIR DE ESTUDOS DE TEMPO. Eles também
influenciarão na capacidade do equipamento.
T = L /vf
conjunto de peças (mix).
Vf – Velocidade de avanço (mm/min)
L – comprimento da peça que efetivamente sofrerá usinagem (mm)
T – tempo de usinagem (min)

34. ExercícioExercício
Deseja-se realizar um fresamento de acabamento
em uma superfície de uma peça de aço duro com
uma ferramenta circular de dentes retos de aço
rápido de 12 dentes e 80 mm de diâmetro.
Especifique qual deve ser o avanço e a rotação
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Especifique qual deve ser o avanço e a rotação
programada para a fresadora, qual a velocidade
de avanço e o tempo gasto na usinagem.
Supondo ainda que o tempo gasto na montagem e
desmontagem da peça seja igual ao tempo gasto
na usinagem, até quantas peças poderiam ser
produzidas em um turno de 8 horas por este
equipamento?