O documento descreve os processos de usinagem convencional e de alto desempenho, incluindo torneamento, furação, fresamento, retificação e outros. Também aborda usinagem por controle numérico computadorizado, microusinagem e corte a alta velocidade.

1. USINAGEM
Convencional
Altodesempenho
High speed
Marcus Vinícius Carli
LecivaldoSantanade Araujo
NivaldoAparecidoPires

2. USINAGEM CONVENCIONAL

3. Torneamento
ProcessodeUsinagemondeseutilizaumaferramentacortanteparaseobter
determinadassuperfícies.Apeçagiraemtornodoeixoprincipalderotação
damáquinaeaferramentasedeslocasimultaneamente.
Retilíneo–Atrajetóriadaferramentasedáemlinhareta.
Curvilíneo-processoondeaferramentasedeslocasegundoumatrajetória
queformacurvas.

4. Fig. 02 - Tipos de Torneamento

5. Furação
Processodeusinagemdestinadoaobterumfurogeralmentecilíndriconumapeça.
Divide-seem:
Furaçãoemcheio:Paraobterumfurocilíndriconumapeça.
Furaçãoescalonada:Paraobterumfurocomdoisoumaisdiâmetros,simultaneamente.
Escareamento:Paraobteraberturadeumfurocilíndriconumapeçapré-furada.
Fig. 04 - Furação em cheio Fig. 05 - Furação escalonada
Fig. 06 - Furação Escareamento

6. Alargamento
Processo destinado ao desbaste ou ao acabamento de furos
cilíndricos ou cônicos, com auxílio de ferramenta normalmente
multicortante.
Alargamento de acabamento e Alargamento de desbaste: da parede
de um furo cilíndrico.

7. Rebaixamento
Processo destinado à obtenção de uma forma qualquer na
extremidade de um furo.
Fig. 13 - Tipos de Rebaixamento

8. Fresamento
Processo mecânico destinado à obter superfícies com o auxílio de
ferramentas multicortantes. A ferramenta gira e a peça se desloca
segundo uma trajetória.
Existem dois tipos considerados básicos:
Fresamento cilíndrico tangencial: Obtêm superfícies planas paralelas
ao eixo de rotação da ferramenta.
Fresamento cilíndrico
concordante
Fresamento cilíndrico
discordante

9. Fresamento frontal
Obtêm superfícies planas perpendiculares ao eixo de rotação da
ferramenta.
Fresamento frontal

10. Retificação
É um processo de usinagem por abrasão.
A retificação pode ser tangencial ou frontal.
Retificação cilíndrica: Processo de retificação tangencial no qual a
superfície a ser trabalhada é cilíndrica.
Retificação cilíndrica externa e interna com avanço longitudinal

11. Serramento
Processo destinado ao seccionamento ou recorte com auxílio de
ferramentas multicortantes de pequena espessura.
O serramento pode ser:
Retilíneo: A ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea,
com movimento alternativo ou não.
Circular: A ferramenta gira ao redor do seu próprio eixo e a peça ou a
ferramenta se desloca.
Serramento contínuo Serramento circular

12. LIMAGEM
A limagem é um processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de superfícies com auxílio de ferramentas multicortantes
(elaboradas por picagem) de movimento contínuo ou alternado
RASQUETEAMENTO
Processo manual de usinagem destinado à ajustagem de
superfícies com auxílio de ferramenta multicortante
ESPELHAMENTO
Processo mecânico de usinagem por abrasão no qual é dado o
acabamento final da peça por meio de abrasivos.
POLIMENTO
Processo mecânico de usinagem por abrasão no qual a ferramenta é
constituída por um disco ou varios discos revestidos de substâncias
abrasivas.

13. LIXAMENTO
Processo mecânico de usinagem por abrasão executado por abrasivo
aderido a uma tela que se movimenta com uma pressão contra a peça
JATEAMENTO
Processo mecânico de usinagem por abrasão no qual as peças são
submetidas a um jato abrasivo para serem rebarbadas, asperizadas ou
receberem um acabamento.

14. USINAGEM
de
Alto desempenho

15. O que é Usinagem de alto
desempenho?
É um processos que
procuram associar altas
velocidades de corte, altas
taxas de remoção de
material com a otimização
da ferramenta.

16. CNC
• Computer
• Numeric
• Control
Controle numérico computadorizado (código G)
Na década de 40 foi desenvolvido o NC (Controle Numérico) que evoluiu
posteriormente para CNC. A utilização de CNC's, permite a produção de
peças complexas com grande precisão, especialmente quando associado a
programas de CAD/CAM.

17. Comparação entre Máquina
Convencional e Máquina com CNC.
Máquina Convencional Centro de Usinagem
É necessário que se consulte constantemente o plano de operação Não é necessário consultar o plano de operação
Um operário pode operar apenas uma máquina Um operário pode operar várias máquinas
O operador controla o avanço, a profundidade de corte, e etc. O programa tem o controle de todos os parâmetros de corte
Peças extremamente complexas são impossíveis de se fabricar Possibilidade de fabricar qualquer tipo de peça
Baixo custo inicial Alto custo de máquina, operação e capacitação inicial
Possibilidade de produção em pequenos lotes Necessita de produção em escala para reduzir o custo unitário

18. Pontos positivos
• Curvas são facilmente cortadas
• complexas estruturas com 3 dimensões tornam-se
fáceis;
• Menor numero de operador
• Menor número de erros humanos
• linhas de montagens mais rápidas

19. Ponto negativo
•Investimento necessário para início da
operação.

20. Máquina Ferramenta CNC.

21. MICROUSINAGEM
E
HIGH SPEED MACHINE

22. Micro Usinagem de Precisão
• É um tipo de usinagem que utiliza tecnologia
de precisão para produzir micro peças com
dimensões muito pequenas.
• Precisão (dimensões) destas micro pecas são
medidos em mícron, que é um milésimo de
milímetro.

23. O que é Micro Usinagem?

24. Tipos de Operações High Speed
• Usinagem a laser/microfresagem a laser é um processo de
usinagem genérico que envolve a remoção de material até
atingir uma profundidade específica
• Laser drilling (perfuração a laser) é um processo sem contato
que pode ser usado para produzir micro furos em qualquer
material.

25. • Microusinagem Mecânica é o sistema mais utilizado quando
se deseja componentes em miniatura cujas dimensoes variam
de dezenas de micrometros e alguns milímetros.

26. • Micro EDM (Electro Discharge Machining) processo de
remoção de material através fusão e vaporização.
• Micro USM (Ultrasonic Machining) operação que ocorre com
a utilização de uma ferramenta e material abrasivo para
realizar pequenas penetrações em materiais frágeis, como,
vidro cerâmica, silicone e grafite.
• Liga (Lithography, Galvo and Abformung): operação realizada
através de eletrodeposição e moldagem.
• Micro-ECM (Eletrochemical Machining): operação baseada na
dissolução eletroquímica do material.

27. EXEMPLOS

28. High Speed Machining (HSM)
High Speed Cutting (HSC)

29. A origem do HSC
(HighSpeedCutting)
• HSC foi desenvolvido pelo alemão Dr. Carl Salomon em 1931, o que
resultou em uma patente alemã.
Objetivos do HSC
• Economizar tempo de produção
• Maior precisão dimensional
• Melhor acabamento para as peças usinadas
• Execuçao do trabalho com menor stress

30. Conceito de HSM
(HighSpeedMachine)
• A idéia consiste em aumentar a velocidade de usinagem e
assim diminuir a temperatura da peça sendo usinada, pois a
maior parte da dissipação de calor ocorre no cavaco, o que
causa um menor enfraquecimento do material.
Utilização de High Speed
• Peças com formas complexas,
• Parede extremamente finas,
• Fendas estreitas.

31. Velocidade de Corte
• Na Usinagem High Speed a velocidade de corte é maior do
que a velocidade de condução térmica, concentrando a maior
parte da dissipação de calor no material removido (cavaco).
• cavacos "quebrados" (em pedaços de 2 à 3mm)
• Processo adiabático, não há troca de calor.
• Dispensa fluído de corte.

32. Tabela de Velocidade de Corte

33. Tipos de materiais que podem ser
trabalhados com High Speed
• Aços.
• Ferros Fundidos.
• Ligas de Alumínio.
• Titanium.

34. Ramo principal da Usinagem HS
• Maior mercado Indústria Aeroespacial.
• Moldes para ferramentas de conformação, acabamento.
• Termeletricidades
• Próteses utilizadas nas áreas da medicina e odontologia.

35. Usinagem High Speed requer:
• Tecnologia Mecânica: Spindle e cabeçote e balanceamento dos
mesmos,
• A formação de cavacos, "quebrados" geram menos calor e menor
desgaste da ferramenta.
• Tecnologia Eletrônica: Processamento rápido de blocos de
movimento, gerenciamento da velocidade, eliminação de erro
de contorno .
• Correções precisas de ferramenta, compensações para erros
mecânicos/induzidos.
• Máxima segurança de máquina devido à alta velocidade dos
eixos.

36. Vantagens Econômicas
• Aumento na produtividade
• Redução dos custos do processo de fabricação, tempo de ciclo
mais rápido
• Maior flexibilidade comercial, pedidos complexos podem ser
atendidos em menos tempo

37. Vantagens Tecnológicas
• Aumento da qualidade superficial (Rugosidade < 0,001mm = 1µm)
• Melhoria na formação de cavaco;
• Melhoria da exatidão dimensional
• Ferramentas e produtos com maior precisão
• Usinagem sem vibrações
• Melhoria na dissipação do calor do processo
• Altas taxas de remoção do material;
• Estabilidade do processo
• Usinagem de microcomponentes em 3D, com alta complexidade
geométrica.

38. Desvantagens
• Alto nível de desgaste da ferramenta de corte
• Maior custo tanto para a máquina-ferramenta como para a
ferramenta de corte
• Necessidade de alta precisão do balanceamento do
ferramental
• Necessidade de fusos de alta velocidade, sua vida útil será
menor.

39. Processo de usinagem –
Corte por Feixe de Elétrons

40. Princípio
• Método no qual o calor concentrado a partir
de um feixe de elétrons é utilizado para derreter
o material.

41. Processos
• Dependendo do formato do feixe.

42. Equipamento
Os componentes básicos, são: canhão emissor de
elétrons, lentes de focalização e sistema de ajuste de
foco, todos alojados numa câmara de vácuo.

43. Funcionamento

44. Lentes

45. Remoção de Material
• Uso de contadores de elétrons para registrar
número de pulsos para ajustar o tempo,
profundidade de corte.
• Alta temperatura gerada pelo feixe vaporiza o
material.

46. Vantagens
• Produz um acabamento mais liso na superfície do
material e os resultados são mais precisos do que em
outros processos de usinagem.
• Pode cortar tipos diferentes de metais e ligas
metálicas.
• Na maioria dos casos, após o processo de corte não
necessita de acabamento posterior.

47. Desvantagens
• Necessidade de operadores especialmente
treinados.
• Limitações do equipamento tornam a usinagem
de feixe de elétrons inadequada para a maioria das
indústrias.

48. Aplicações
• Materiais que precisam de alta precisão e
qualidade, como peças para indústrias
aeroespacial, naval, nuclear e eletrônicos.

49. Processo de usinagem –
Corte Eletroquímico
Ausinagemeletroquímica(ECM-Electrochemicalmachining)é
umprocessonãoconvencionaldeusinagem,noqualaremoção
dematerialpelasreaçõesquímicasqueocorremdurante
processo

50. Princípio
O princípio de funcionamento é baseado em um processo eletroquímico de
dissolução anódica controlada da peça (ânodo) com a ferramenta (cátodo) em
uma célula eletrolítica, durante um processo de eletrólise, que é acelerado pela
passagem forçada de corrente elétrica entre a peça e o eletrodo.

51. Processos
• No processo de ECM, um cátodo (ferramenta) é aplicado em
um ânodo (peça). O eletrólito é injetado sob pressão a uma
temperatura definida para a área a ser cortada. A distância entre a
ferramenta e a peça varia de 8 a 80 micrômetros (de 0,003 a 0,030
polegadas). Quando os elétrons chegam ao material, ele é
dissolvido, de acordo com a forma desejada.

53. Aplicação
Rotores de turbinas Anéis Difusores Palheta de Turbinas

55. • Bibliografia
• http://www.ppgel.ufsj.edu.br
• http://iris.sel.eesc.usp.br