PROCESSOS DE FAB Usinagem (1)

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PROCESSOS DE USINAGEM DOS METAIS 
 
 
1. Introdução 
 
Usinagem é um processo de fabricação mecânica onde a peça 
acabada é obtida através da retirada de cavacos (aparas de metal) de 
uma peça bruta, através de ferramentas adequadas. 
A usinagem confere à peça uma precisão dimensional e um 
acabamento superficial que não podem ser obtidos por nenhum outro 
processo de fabricação 
É por este motivo que a maioria das peças, mesmo quando obtidas 
através de outros processos, recebe seu formato final através de 
usinagem. 
É claro, entretanto, que quanto maior o grau de precisão exigido no 
acabamento, mais sofisticado se torna o processo de usinagem e, 
portanto, com maiores custos. 
É possível executar-se a retirada de cavacos através de trabalho 
manual (limagem, serragem, etc) ou por meio de trabalho mecânico 
executado através de máquinas que usam ferramentas apropriadas 
para a execução de cada etapa do processo de fabricação de uma 
peça. 
Essas máquinas são conhecidas como "Máquinas operatrizes" ou 
"Máquinas-ferramentas" e podemos destacar como principais as 
seguintes: tornos, fresas, furadeiras e retíficas. 
 
2. Operação de torneamento. 
 
Operações de torneamento são aquelas executadas através das 
máquinas operatrizes denominadas "tornos mecânicos", nos quais a 
retirada de cavaco da peça é executada por uma ou mais ferramentas 
que possuem o movimento de avanço e translação, enquanto a peça 
que se trabalha tem o movimento de rotação. 
 
2.1. Operações fundamentais. 
 
Obtêm-se diferentes formas de corpos de revolução mediante diversas operações de torneamento. 
Podemos destacar como principais as seguintes: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.2. Tipos de tornos mecânicos. 
 
Devido à variedade de peças que são torneadas, bem como das Operações que são executadas, 
existe uma diversidade bastante grande de tipos e tamanhos de tornos disponíveis no mercado. 
Como principais tipos poderíamos citar: horizontal ou universal, de placa, vertical, revólver, copiador, 
automático, automático com CNC e especiais. 
 
 
2.3. Movimentos para obtenção de uma peça no torno 
 
O movimento de rotação da peça a trabalhar designa-se como movimento principal de corte 
O movimento longitudinal da ferramenta que causa a retirada progressiva e uniforme do cavaco é 
conhecido pelo nome de avanço. 
A ferramenta é graduada para uma determinada profundidade ou espessura de cavaco. Este 
movimento é chamado de penetração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.4. Torno mecânico universal (horizontal) 
 
O torno universal é o mais conhecido e o mais usado, principalmente devido a sua versatilidade, que 
permite trabalhar os mais variados tipos de peças. Entretanto, não é um torno recomendado para 
grande produção em série, pois seu trabalho é lento quando comparado, por exemplo, com tornos 
revólver ou automáticos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.4.1. Partes principais do torno mecânico universal 
 
 Cabeçote fixo 
No cabeçote fixo está montada a árvore principal 
ou de trabalho, por meio da qual a peça recebe o 
movimento de rotação. Esta árvore gira apoiada 
em mancais (de escorregamento ou de 
rolamento) e é feita dos melhores aços. A maioria 
das vezes, é uma árvore furada através da qual 
se pode, por exemplo, passar uma barra que 
será trabalhada no torno. 
As partes da árvore que se apoiam nos mancais 
são temperadas e retificadas. 
A árvore deve girar nos mancais sem folga. Caso 
exista folga, aparecerão marcas indesejáveis 
deixadas pela ferramenta na peça, como 
conseqüência da vibração transmitida pela árvore. Além disso, as peças com forma de corpos de 
revolução podem não ficar perfeitamente redondas. A ponta externa da árvore está dotada duma 
rosca que serve para fixação de dispositivos. 
A árvore principal recebe o seu acionamento através da caixa de velocidades principal, a qual pode 
trabalhar através de um cone de polias ou através de engrenagem, como mostram as figuras abaixo: 
 
Movimento principal obtido através de "cone de polias" 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transmissão por caixa de engrenagem com 6 velocidades 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Caixa de mecanismos de avanço (Caixa Norton) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para que a ferramenta sofra um movimento de avanço, é necessário o deslocamento longitudinal do 
carro principal do torno. Isto pode se dar através de comando manual ou automático. O comando 
automático acontece com o acoplamento de mecanismos do carro à vara ou ao fuso que estão 
animados de movimento circular (vide desenho de conjunto do torno universal). 
Os movimentos circulares da vara e do fuso são obtidos através da caixa de mecanismos de avanço a 
qual, por sua vez, obtém sua força motora por intermédio da caixa de velocidades principal. 
A caixa de mecanismos mais conhecida é a "caixa Norton" (vide figura). 
 
 Mecanismo de inversão do sentido de rotação da vara e do fuso 
 
A fim de que o carro principal do torno possa 
deslocar-se, tanto da esquerda para a direita, 
como em sentido inverso, é necessário que o 
fuso e a vara possuam um mecanismo de 
reversão de rotações acoplado à caixa de 
avanços. 
Um exemplo deste mecanismo pode ser visto 
na figura ao lado onde, por deslocamento da 
alavanca X, a engrenagem b muda seu sentido 
de rotação. 
 
 
 
 O carro e seus mecanismos 
 
O carro que apoia-se sobre o barramento do torno é chamado de carro principal ou longitudinal. Ele 
oferece apoio à ferramenta e proporciona os movimentos de avanço e penetração. 
Além do carro longitudinal, que apoia-se sobre o barramento, e ao qual está ligado o avental, que é 
atravessado pelo fuso e pela vara; existem, também, o carro transversal sobre o qual está montado o 
limbo graduado; e o carro superior, onde estão montados a espera e o porta-ferramentas. 
Os carros devem mover-se nas guias respectivas sem folga alguma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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a) carro principal ou 
longitudinal 
 
b) carro transversal 
 
c) carro superior 
(espera) 
 
d) porta ferramenta 
 
e) avental 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os carros longitudinal e transversal podem ser deslocados através de comando manual ou por meio 
do fuso ou da vara acionados pela caixa de avanços. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Avental 
 
O mecanismo de engrenagens incorporado no avental do carro longitudinal tem a missão de 
transformar o movimento de rotação do fuso ou da vara em movimento longitudinal ou transversal, 
além de permitir estes movimentos através de manivelas externas. 
Embora o carro possa avançar por meio do fuso, isto só deve ser feito para execução de rosca, para 
evitar-se desgaste e perda de precisão. O avanço para outros tipos de trabalho deve ser dado pela 
vara. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Carro sendo conduzido através do comando manual pelo engate do pinhão na cremalheira 
 
Carro sendo conduzido pelo fuso através da porca bi-partida 
 
 
 
 Movimento automático dos carros longitudinal e transversal, respectivamente. 
 
 
 Cabeçote móvel 
 
A base e o corpo do cabeçote são fixos 
às guias do barramento por um 
parafuso de fixação. Com esse 
parafuso frouxo, o cabeçote pode 
mover-se nos dois sentidos ao longo do 
barramento e ser fixado na posição 
desejada. Soltando-se outro parafuso, 
situado geralmente na parte de trás do 
cabeçote, o corpo do cabeçote pode ter 
um pequeno deslocamento transversal 
ao barramento. Isso permite a usinagem de peças com pequena conicidade. 
 
 
 
 
 
 
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 BarramentoO barramento suporta 
todas as partes principais 
do torno. É sobre ele que 
deslocam-se o carro 
longitudinal e o cabeçote 
móvel. 
As guias prismáticas em 
"V" tem sido as mais 
utilizadas, pois são as 
mais precisas e que 
resistem melhor. 
O cabeçote móvel é 
montado sobre as guias 
interiores (2 e 3); o carro é 
montado nas guias 
externas (1 e 4). 
 
 
 
 
 
 Placas: 
 
Placa de arrasto 
É uma placa simples, provida de rasgo no qual é introduzida o grampo "cavalinho", que torna a peça 
solidária à arvore de trabalho, transmitindo seu movimento de rotação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Placa lisa 
 
 
 
A placa lisa fornece uma superfície plana, para 
apoio de peças de formatos irregulares. 
A placa lisa tem várias ranhuras que permitem a 
utilização de parafusos para fixar a peça. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Placa de castanhas independentes 
Este tipo de placa permite fixar firmemente peças de qualquer forma e centrar com precisão qualquer 
ponto da peça. 
As castanhas podem ser retiradas e colocadas em posição inversa, permitindo centrar pela parte 
interna peças com furos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Placa universal 
 
 
 
Neste tipo, as castanhas 
movem-se 
simultaneamente pela 
ação de chave introduzida 
em um dos furos 
existentes. 
Estas placas servem para 
fixar peças de seção 
circular ou poligonal 
regular, podendo centrar a 
peça com uma 
excentricidade de 0,07 
mm. Ela é comumente 
usada para o torneamento 
de peças curtas que, 
seguras por ela, 
dispensam o uso da contra 
ponta do cabeçote móvel. 
Elas são equipadas com 
dois jogos de castanhas, 
um para prender a peça 
por fora e o outro por 
dentro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.5. Ferramentas para o torneamento 
 
Para um bom torneamento é necessário que se tenha a ferramenta com o formato apropriado, feita do 
material adequado, com o gume de corte afiado e bem apoiada para evitar-se vibrações. 
O material tem de possuir as seguintes propriedades: 
Dureza, tenacidade, dureza às temperaturas elevadas e resistência ao desgaste. 
 
 
a) ferramenta comum de aço 
ferramenta ou aço de corte 
rápido 
 
b) ferramenta com pastilha 
de metal duro, soldada 
 
c) diamante com suporte. 
 
 
 
2.5.1. Materiais mais usados para a confecção de ferramentas 
 
- Aço ferramenta ao carbono (0,5 a 1,5% C). 
 
A uma temperatura de 250oC já perde sua dureza, o que o torna proibitivo para grandes velocidades 
de corte. (V < 25m/min) 
 
- Aço ferramenta ligado 
 
Contém além do carbono, tungstênio, vanádio, cromo, molibdênio, etc. É conhecido por aço rápido, 
possuindo alta resistência ao desgaste e perdendo sua dureza somente a 600oC. É de alto custo e, 
normalmente, somente a parte cortante da ferramenta é feita desse aço ("bit") ou "pastilha", que pode 
ser montada ou soldada em um cabo. 
 
- Metais duros ou carbonetos sinterizados 
 
Os componentes principais são o tungstênio e o cobalto, podendo também estar presentes o titânio, o 
tântalo e o nióbio. 
O metal duro também é de custo elevado sendo, portanto, produzido em pastilhas que, montadas a 
um cabo (soldadas ou aparafusadas), podem trabalhar em temperaturas de até 900oC, em altas 
velocidades de corte, dando um ótimo acabamento à superfície torneada. 
 
- Diamantes 
 
São muito duros e resistentes ao desgaste. São utilizados para trabalhos de alta precisão em 
máquinas especiais. 
 
- Materiais cerâmicos 
 
Possuem alta dureza e são também produzidos em forma de pastilhas, sendo usados para o 
torneamento de metais bastante duros, tais como o ferro fundido, em altas velocidades de corte. 
Mantém a dureza em temperaturas de até 1600oC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.5.2. Ângulos e arestas da ferramenta 
 
A forma fundamental de todas as ferramentas para retirada de cavaco é a cunha. 
Por gume ou corte, designa-se a linha de interseção das faces da cunha. 
 
 
 
α = ângulo de incidência ou 
folga 
 
ß = ângulo de corte ou da 
cunha 
 
γ = ângulo de saída 
 
g = gume principal (aresta 
principal) 
 
h = gume secundário 
(aresta secundária) 
 
 
 
 
Ângulo de incidência (α) 
A função do ângulo de incidência é evitar o atrito entre a peça e o flanco da ferramenta e permitir que 
o gume penetre no material e corte livremente. Quando este ângulo não é grande o suficiente, a 
ferramenta perde o corte rapidamente é há um sobre-aquecimento da mesma devido ao atrito com a 
peça. 
Ângulo de cunha (β) 
A função do ângulo de cunha é prover a ferramenta de resistência mecânica suficiente para resistir ao 
momento dado pela rotação da peça, sem se deformar ou romper. 
Ângulo de saída do cavaco (γ) 
Sua função é facilitar a saída do cavaco. É muito importante, influindo na força e na potência 
necessárias ao corte, no acabamento obtido e no calor gerado. 
 
 
 
 
Valores usuais para os ângulos de ferramentas de torno 
aço rápido material a ser usinado metal duro 
α β γ α β γ 
8 68 14 aço sem liga c/ resistência até 70 kgf/mm² 5 75 10 
8 72 10 aço fundido c/ resistência até 50 kgf/mm² 5 79 6 
8 68 14 aço ligado c/ resistência até 85 kgf/mm² 5 75 10 
8 72 10 aço ligado c/ resistência até100 kgf/mm² 5 77 8 
8 72 10 ferro fundido maleável 5 75 10 
8 82 0 ferro fundido cinzento 5 85 0 
8 64 18 cobre 8 64 18 
8 82 0 latão / bronze 5 79 6 
12 48 30 alumínio 12 48 30 
12 64 14 ligas de alumínio para fundir 12 60 18 
8 76 6 ligas de magnésio 5 79 6 
12 64 14 baquelite 12 64 14 
12 68 10 papel endurecido com resinas 12 68 10 
 porcelana 5 85 0 
 
 
 
 
 
α 
γ 
β α 
β 
 
γ 
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2.5.2. Quebra-cavacos 
 
 
 
Os cavacos contínuos formados na usinagem de materiais de alta ductilidade apresentam os 
seguintes problemas: 
a) São afiados e quentes, podendo ferir o operador. 
b) No caso de serem empregadas máquinas de alta velocidade,em pouco tempo o cavaco estará 
ocupando todo espaço disponível, inclusive podendo interferir na usinagem. 
 
Há, portanto, necessidade das ferramentas serem equipadas com quebra-cavacos. 
A função destes é quebrar os cavacos em pequenos pedaços através de seu dobramento até que o 
limite de ruptura do material seja atingido. 
Uma das formas de se obter isto é empregando um ângulo negativo de saída na ferramenta, a outra 
consiste de um rebaixo no topo da ferramenta, conforme figura acima. No caso de pastilhas fixadas 
mecanicamente, o próprio sujeitador da pastilha pode ser adaptado à função de quebra-cavacos. 
 
 
2.5.3. Tipos de ferramentas de corte 
 
Cada tipo de trabalho exige um respectivo tipo de ferramenta. Deste modo, temos ferramentas 
específicas para desbastar, acabar, facear, rosquear, etc. 
 
 
- Ferramentas de desbaste 
 
 
 
 
 
 
O desbastar é a operação em que há uma grande 
retirada de cavaco em curto espaço de tempo. 
Por este motivo, devem ser de construção 
robusta. 
Conforme a posição do gume principal, a 
ferramenta é designada por direita ou esquerda. 
Ferramenta direita é aquela que corta da direita 
para a esquerda (a e c). 
Ferramenta esquerda é aquela que avança da 
esquerda para a direita (b e d) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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- Ferramentas de acabamento 
Ao tornear-se uma peça, deixa-se algum sobremetal após o desbaste, para o acabamento fino. Por 
meio de ferramentas de acabar consegue-se uma superfície de bom acabamento. Normalmente a 
ferramenta de acabar tem o gume arredondado, embora também exista com gume largo (vide figura 
abaixo) 
 
Ferramentas de Facear 
 
 
 
São usadas para tornear faces, reentrâncias 
ou saliências de cantos vivos. 
A ferramenta de facear deve mover-se no 
sentido do eixoda peça para a periferia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ferramentas de sangrar (bedame) 
Usada para abrir ranhuras ou para o corte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ferramentas de perfilar e de rosquear 
 
 
As ferramentas de perfilar são 
especiais, tendo o gume de corte o 
formato do perfil que se quer obter. 
A ferramenta de abrir roscas possui 
a ponta com a forma do filete a ser 
cortado. 
 
 
 
 
 
 
 
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Ferramentas de broquear 
 
 
Usadas para o corte interno 
(alargamento de furos) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bits 
Devido ao custo elevado dos aços usados na fabricação de ferramentas, é usual a montagem de 
"bits" (que são a parte cortante da ferramenta com pequeno prolongamento) em suportes adequados 
para serem colocados nos porta-ferramentas dos tornos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.6. Velocidade de corte 
 
É a velocidade com a qual se dá a retirada do cavaco. Normalmente, ela é expressa em [m/min] 
 
 
V
d n

 . .
1000
 
 
 
Onde: 
 
d = diâmetro da peça [mm] 
 
n = número de rotações da peça por 
minuto [rpm] 
 
 
 
 
2.7. Avanço e profundidade de corte 
 
Para um bom rendimento no torno, necessitamos ter, além de uma velocidade de corte adequada, de 
um avanço e uma profundidade (espessura de cavaco) corretos. 
Avanço é o espaço longitudinal percorrido pela ferramenta durante uma volta da peça. É expresso em 
[mm / rotação] 
Profundidade é o espaço transversal que a ferramenta percorre ao ser regulada para dar um 
determinado passe na peça. É dado em [mm]. 
A relação entre avanço e profundidade deve variar entre 1 : 5 a 1 : 10. 
 
 
 
 
 
 
 
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2.8. Tipos de cavaco 
 
a) Cavaco arrancado (quebradiço): típico de materiais frágeis como o ferro fundido e o bronze. 
 
b) Cavaco cortado: típico de materiais dúcteis como o aço, quando cortados à baixa velocidade. 
 
c) Cavaco plástico: típico de materiais dúcteis e alta velocidade de corte. 
 
2.9. Exemplo de trabalhos de torneamento 
 
Dar a seqüência de operações (folha de processo) para a fabricação da peça abaixo, partindo-se de 
um tarugo de 34 x 65 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Folha de Processos 
Fase do Trabalho Ferramenta 
1) Fixação do tarugo no torno Placa Universal 
2) Torneamento da face de topo Ferram. de facear 
3) Desbaste Ferram. de desbastar 
4) Acabar e rebarbar Ferram. de acabar de ponta redonda e de ponta chata 
5) Sangrar Ferram. de sangrar 
6) Torneamento da 2ª. face e rebarbamento Ferram. de facear e Ferram. de acabar de ponta chata 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.10. Outros tipos de tornos 
 
2.10.1. O torno revólver 
 
Num torno 
universal normal é 
muito demorada a 
troca de 
ferramentas, bem 
como a inversão 
de peças. 
Para a produção 
em série, é muito 
mais adequado o 
torno revólver. 
Neste tipo de 
torno, todas as 
ferramentas 
necessárias para o 
torneamento são 
fixadas na torre 
revólver (castelo) 
ou nos carros 
anterior e 
posterior. 
Guiando-se a torre 
revólver, as 
ferramentas atuam 
na peça, uma 
após a outra. 
 
 
 
 
 
O torno revólver 
possibilita a 
usinagem de 
várias peças 
iguais, de maneira 
idêntica, usando-
se uma série de 
ferramentas que 
serão aplicadas 
sucessivamente, 
sem remoção da 
peça e sem 
alteração da 
colocação da 
ferramenta. 
Normalmente, os tornos revólver são projetados para um determinado no de ferramentas que varia de 
4 a 12. 
 
Os tornos revólver são semelhantes aos tornos comuns, com a diferença do barramento que é mais 
curto e apresenta o castelo ou torre revólver porta-ferramenta e não possui cabeçote móvel. 
Normalmente, as mudanças de posição das ferramentas são automáticos, enquanto que o avanço 
pode realizar-se automaticamente por meio de um fuso ou ser controlado manualmente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
tipo torpedo tipo sela 
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2.10.2. Torno de Placa 
 
 
 
É um torno usado para usinar 
peças de grandes diâmetros e 
pequena espessura, tais como 
rodas, volantes, etc. 
Por este motivo existe um vão, 
conhecido como cava, em frente ao 
carro, para permitir a colocação de 
peças de grande diâmetro. 
 
 
 
 
 
 
2.10.3. Torno Vertical 
 
É semelhante ao torno 
horizontal, diferindo apenas 
na posição da árvore de 
trabalho que está na vertical 
e por não possuir cabeçote 
móvel. 
A peça a ser torneada é 
fixada na placa vertical, o 
que exige menor esforço e 
facilita a centragem de 
peças de grande peso. 
A saída do cavaco é 
dificultada mas, em 
compensação, não cai 
sobre o barramento o que, 
em tornos horizontais, pode 
provocar desgastes 
prematuros, quando preso 
entre o carro e a guia do 
barramento. 
Os tornos verticais podem 
ser do tipo revólver, como 
mostra a figura. 
Uma outra grande vantagem 
do torno vertical é ao 
trabalhar peças grandes, de formato irregular que, no caso de serem trabalhadas em torno horizontal, 
necessitam a colocação de contrapesos para evitar o desbalanceamento e, por conseguinte, 
vibrações. 
O torno vertical geralmente trabalha com baixas velocidades de corte, grande seção de cavaco e com 
várias ferramentas atuando simultaneamente. 
 
 
2.10.4. Tornos Automáticos 
 
Nos tornos automáticos a peça em bruto, geralmente em forma de barra, é introduzida pela árvore 
furada do cabeçote fixo e fixada mediante um dispositivo. 
O torno irá automaticamente executar o torneamento da peça após o que a barra avançará, sempre 
automaticamente, pelo furo da árvore e uma nova peça será executada. Assim prosseguirá 
sucessivamente até o término da barra. 
 
 
 
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Todos os movimentos, tais como o avanço e o recuo do carro, a mudança de posição da torre 
revólver, o soltar, o avançar e o fixar de novo a barra, efetuam-se automaticamente. 
Um único operador pode, por esta razão, cuidar de várias máquinas ao mesmo tempo. 
 
 
2.10.5. Torno Copiador 
 
Por meio de torneamento por chapelona em tornos copiador, pode obter-se com rapidez e precisão 
peças em série. 
Um apalpador ou guia de contato desloca-se ao longo duma peça (chapelona) que serve de modelo. 
Ao apalpador está ligada a ferramenta de corte que, ao acompanhar o movimento descrito pelo 
apalpador, reproduz o modelo com fidelidade absoluta. Os tornos copiadores podem ser considerados 
como tornos semi-automáticos. 
O torno copiador é empregado, geralmente, para a produção em série de perfis cônicos, esféricos ou 
complicados. 
 
 
 
 
 
 
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2.Componentes usados na automatização de máquinas-ferramentas 
 
2.1. Introdução 
 
No desenvolvimento histórico das máquinas-ferramentas sempre se procurou soluções que 
permitissem aumentar a produtividade, com a máxima qualidade e o mínimo custo. 
A evolução dos tornos, fresas, furadeiras, retíficas, etc iniciou-se pela automação mecânica e elétrica, 
com o emprego principalmente de eixos com cames, engrenagens e reles, nos idos da década de 50. 
Em paralelo a esse desenvolvimento houve grandes progressos na área de materiais, inclusive os 
usados para a confecção de ferramentas de corte. A essas exigências foram agregadas outras, tais 
como a fabricação de lotes reduzidos e o sincronismo com outras unidades produtivas, surgidas com 
o advento da teoria da produção puxada e da distribuição das máquinas em células de produção. 
Assim, partimos do aço rápido, passamos pelas ligas de metal duro e chegamos aos modernos 
insertos de cerâmica, que cada vez mais dominam o mercado. A par disso, novas condições de 
precisão dimensional, acabamento, prazos e preços passaram a ser impostas pelo mercado. 
Assim aquelas máquinas que apresentavam alta complexidade, grandes restriçõesde programação e 
manutenção cara e constante passaram a não mais atender os desejos dos clientes. 
A partir da década de 80, com a evolução acelerada da eletrônica, principalmente da ciência da 
computação, começou uma nova era para a automação industrial. Em particular, para as máquinas- 
ferramentas, marcou o início da fabricação das máquinas com comando numérico (C N) que, 
literalmente, significa ser comandada através de números e se traduzia na época em controlar o 
movimento de seus eixos posicionadores por dados introduzidos por via eletrônica. 
Essa idéia, a princípio simples, veio evoluindo até os nossos dias sendo que hoje o chamado C N C - 
CONTROLE NUMÉRICO COMPUTADORIZADO faz todo o controle,supervisão e diagnóstico da 
máquina, além de permitir a interação da mesma com computadores que estabelecem seus 
programas e sincronizam sua produção com as demais unidades produtivas da fábrica, permitindo 
assim uma produção totalmente automatizada. 
Antes de prosseguirmos, vamos definir o que se entende por C N C: Podemos definir Comando 
Numérico Computadorizado, como sendo um equipamento eletrônico capaz de receber informações 
através de entrada própria de dados, compilar as mesmas e transmití-las, em forma de comando à 
máquina, de modo que esta, sem a intervenção do operador, realize as operações na seqüência 
programada. A par disso, ele faz total gerenciamento de toda as funções importantes da máquina, 
num sistema de malha fechada. 
 
2.2. Principais itens comandados das máquinas-ferramentas. 
 
Os principais itens gerenciados pelo C N C são os seguintes: 
 Eixos de avanço, 
 Acionamentos de avanço, 
 Árvore principal, 
 Meios de fixação da peça, 
 Dispositivos de troca de ferramentas, 
 Torre porta-ferramentas, 
 Fluido de lubrificação e refrigeração, 
 Motores (velocidades de corte e avanço), 
 Temperaturas críticas, 
 Cargas (torques) e 
 Ferramentas (desgaste). 
 
2.3. Componentes básicos ligados ao sistema de automação 
 
Para que uma máquina possa obedecer, de forma eficiente, ao comando CNC várias modificações, 
de origem mecânica e elétrica, foram feitas. 
A seguir descrevemos algumas das principais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 19 
 Motores de corrente contínua 
 
São usados para o acionamento do avanço, sendo regulados por um circuito de potência e podendo 
acionar ou frear em ambas as direções de movimento. 
É importante lembrar que os movimentos dos fusos da máquina devem ser realizados sem ter a 
influência de forças atuantes. Neste caso é importante uma alta rigidez da máquina. Além do mais, os 
acionamentos de avanço devem satisfazer às exigências a respeito da uniformidade dos movimentos 
e da rapidez de reação na alteração da velocidade. 
 
 Motores passo a passo 
 
São também utilizados nos acionamentos de avanço. 
Eles têm a capacidade de subdividir uma rotação em passos fixos (até 48), que através de impulsos 
do comando podem ser realizados em qualquer número desejado. 
Para altas velocidades de usinagem há necessidade de um torque elevado na partida e na frenagem, 
não sendo possível manter-se com segurança o número exato de passos. Assim a sua aplicação fica 
limitada a pequenos torques. 
 
 Servo-Motor 
 
Esse motor, pelas características de trabalhar com alto torque e baixa rotação, vem sendo largamente 
usado para os movimentos de avanço. 
O servo-motor deve ser comandado por um módulo de regulação(servo drive), que converte os sinais 
eletrônicos recebidos do comando em energia para o movimento do motor. 
Eles apresentam alta resolução e elevado grau de posicionamento e repetibilidade, através do ciclo 
interno de regulação do acionamento, com resolução de até 1/2.000.000 de rotação. 
Os transdutores lineares de posição (sensores) usados em conjunto com esses motores podem 
indicar o posicionamento dos eixos controlados com precisão de até 0,002 mm. 
A interface de regulação, com comunicação em tempo real, trabalhando em conjunto com 
transdutores que podem medir não só a posição dos eixos mas também a rotação do motor 
(tacômetros), bem como controlar a velocidade e a posição através de um sistema de interpolação 
fina. 
 
 Motores assíncronos,sem escovas, C.A. 
 
Esses motores são usados para movimentar a árvore principal da máquina que realiza o movimento 
principal de corte, através da rotação da peça ou da ferramenta. 
São motores de alta potência e alta velocidade, controlados por microprocessadores que, em conjunto 
com transdutores incrementais e interface de programação pode ter comandado os seguintes 
parâmetros: velocidade, carga,temperatura, potência e posição alcançada. 
A nova concepção desse motor é o motor compacto, com refrigeração forçada,que é montado 
diretamente na árvore de comando da máquina, evitando todo o sistema de transmissão. 
 
 Transmissão por eixo de esferas recirculantes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 20 
Essa transmissão é composta de um fuso e uma porca de esferas, sendo garantida uma transferência 
de força, isenta de atritos e com grande precisão, além de minimizar os desgastes. O rendimento 
mecânico, nesse caso, é da ordem de 98%. 
O seu funcionamento é dado pelo movimento de rotação do fuso, movendo assim a porca no sentido 
longitudinal, fazendo deslizar o carro correspondente ao longo das guias da máquina, com a máxima 
rigidez e suavidade. 
 
 Transdutores (sensores) 
 
São responsáveis pelas medições micrométricas do posicionamento dos eixos ou do posicionamento 
angular nos eixos. 
O funcionamento desses sistemas de medição está baseado na leitura ótica de uma escala de 
medição. Essa medição pode ser linear ou rotativa e pode ser feita de maneira direta ou indireta. A 
medição direta de posicionamento é feita medindo-se de avanço dos carros, independentemente do 
movimento dos fusos . Já a indireta é feita através da medição da rotação dos fusos. Além disso a 
medição pode ser absoluta ou incremental. Na medição absoluta as medidas são feitas em relação a 
um ponto “zero”, que é a referência da máquina . Na medição incremental as medidas são feitas 
sempre em relação à posição anterior de origem. 
 
 Meios de fixação da peça de trabalho (efetuadores) 
 
Nos tornos, em geral, é possível programar-se os movimentos de abertura e fechamento das pinças 
ou castanhas que fixam as peças às placas.. 
A escolha da pressão de fixação deve ser feita de acordo com a rotação da árvore e do torque 
transmitido. 
Devido à força centrífuga nas castanhas é necessário aumentar-se a pressão de fixação, à medida 
que a velocidade de rotação vai aumentando. Dependendo da rotação e do torque transmitido, o 
processo de fixação pode ser pneumático ou hidráulico. 
 
 Sistema de troca de ferramentas (efetuadores) 
 
Com o avanço das máquinas-ferramentas, cada vez mais são usados os “centros de usinagem”, que 
são máquinas de alta capacidade e que podem executar a usinagem de determinada peça de ponta a 
ponta, através da utilização de diversas ferramentas. Hoje existem centros de usinagem que podem 
trocar até 48 ferramentas durante um processo de usinagem. 
Os dispositivos de troca de ferramentas podem ser do tipo magazine porta- ferramentas ou do tipo 
torre revólver. 
Numa torre revólver, a troca significa o giro da torre até colocar a ferramenta desejada em posição de 
trabalho. Esse comando pode ser elétrico ou hidráulico. 
Num magazine a troca é realizada com um sistema de garras. Isto significa que a usinagem é 
interrompida pelo programa e o trocador de ferramentas tira a nova ferramenta do magazine trocando-
a pela ferramenta que estava atuando. 
Essa, por sua vez, é colocada de volta na respectiva posição do magazine. 
A troca automática demora cerca de 1 segundo. 
 
 
 
 21 
 
 
 Porta ferramentas 
 
Para permitir um sistema de troca de ferramentas, o porta-ferramentasdeve ser padronizado, em 
geral de acordo com as normas VDI, DIN ou ISO. 
As medidas da ferramenta transmitidas à máquina pelo programa CN baseiam-se em um ponto de 
referência definido no assento do porta ferramentas. 
 
 
2.4. Elementos do comando CNC 
 
 
 
 
 
 
 
A principal parte do comando CNC é constituído por um processador, no qual todos os cálculos e 
combinações lógicas são efetuados. 
O comando CNC representa um vínculo entre o operador e a máquina e, para isso, é necessário que 
exista dois elementos de interfaceamento. 
O primeiro é o elemento de interfaceamento para o operador, que é constituído pelo painel e diversas 
conexões para a entrada de informações por disquetes, fitas perfuradas ou porta serial para 
comunicação direta com o computador. 
O segundo é o elemento de interfaceamento para máquina, que é constituído substancialmente por 
um comando de interfaceamento CLP - Controlador Lógico Programado, pelo módulo de acionamento 
do avanço dos eixos e por um circuito de potência 
 
 
 
 
Com ponent es Bás ic os para Aut om at izaç ão
Cabeçote
Motor
principal
Comando
 CNC
Tacômetro
Interfaceamento
 de entrada
Comando
 dos eixos
Fuso
Torre
Carro
Transdutor
Transdutor
Circuito de
 potência
Servo motor
 
 22 
 
 
A entrada de dados no primeiro elemento de 
interfaceamento pode ser feita de várias maneiras. 
A forma mais completa é a elaboração de um 
programa que tem início em um projeto elaborado 
em CAD e processado em CAM ou através da 
entrada digitalizada da cópia de um modelo, pela 
varredura do mesmo com um sensor, seguindo-se 
o processamento em CAM. 
O programa processado poderá ser testado 
através de softwares de simulação, havendo neste 
caso necessidade de introduzir-se parâmetros 
das ferramentas (medidas, tempo de utilização 
etc) e da máquina (máxima rotação da árvore, 
máximo avanço, máximo torque e graus de 
liberdade dos eixos). 
O programa pronto poderá ser introduzido no 
painel da máquina, seja por disquetes ou fitas 
perfuradas ou ainda pela entrada serial através de 
ligação direta com o computador central. 
O painel de comando CNC, por sua vez é 
composto de vídeo, luzes de sinalização, botões 
de operação que podem acionar manualmente 
motores, deslocamentos de eixos, etc. e de elementos operacionais para programação que permitem 
introduzir novos dados num programa ou ainda fazer-se correções. Para isto, existe no painel um 
teclado de números, de letras e/ ou símbolos das funções de programação. 
 
 Comando CNC 
 
Os comandos CNC são constituídos por um processador no qual existem microprocessadores e 
memórias. 
Nos microprocessadores são processados os dados do programa introduzidos na memória e, então, 
transferidos `a máquina através de impulsos de comando. 
Ao mesmo tempo, é feita uma interação entre os microprocessadores e o sistema de medição, para 
verificar se o ponto atingido corresponde ao impulso emitido pelo comando, em um sistema de malha 
fechada (comparação desejável/real). 
Na realidade, o microprocessador lê uma informação de deslocamento do programa, calcula qual 
deve ser o ponto atingido, liga o acionamento (atuador) necessário para o deslocamento, recebe a 
informação do sistema de medição, compara esta posição com a desejada e continua atuando até 
que a mesma tenha sido atingida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistemas de medição 
 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Interface comando - máquina 
 
O processador de um comando CNC não pode executar diretamente as funções da máquina. Assim, 
torna-se necessário transformar os impulsos entre o processador e a máquina através de um sistema 
intermediário de interfaceamento. Esse sistema atua nas funções da máquina, de tal forma que todas 
as condições necessárias da máquina, relativas ao impulso, sejam levadas em consideração. Por 
exemplo: Porta da máquina fechada, pressão do óleo correta, pressão nas castanhas de aperto da 
peça adequada, etc. Além disso, ativa outras funções secundárias relacionadas, tais como: lâmpadas 
de controle, sinais sonoros, etc. Da mesma forma determina funções que não devem atuar 
simultaneamente e que, portanto, devem permanecer desativadas. 
No comando CNC existem dois módulos de interfaceamento com a máquina: um de baixa potência, 
que comanda os eixos e o sistema de medição e, para acionar o motor principal, as bombas e 
válvulas, que demandam maior potência elétrica que a gerada pelos impulsos de comando, existe um 
módulo, chamado de circuito de potência, com a finalidade de ampliar e elevar a potência dos 
impulsos elétricos. 
 
3. Operação de fresamento 
 
Através do fresamento podemos obter os mais diversos tipos de peças, com superfícies planas, 
curvas, com entalhes, com dentes, etc, conforme os exemplos abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.1. Movimentos para fresamento de uma peça 
 
 
No fresamento, os cavacos são arrancados por meio da rotação de uma ferramenta multicortante, 
conhecida por fresa, que é provida de arestas cortantes, dispostas simetricamente ao redor de um 
eixo. 
 
 
 
Método de Trabalho do Processador
Painel
Entrada
 de dados
M
em
ór
ia
Comando CNC Máquina
Desejado
 
M
icr
o-
pr
oc
ess
ad
or
In
ter
fac
e
de
 sa
ída
Atuadores
Sensores
Real
Desejado
 
 
 24 
A fresa possui o movimento de rotação e, cada aresta da ferramenta, como no caso das usadas para 
o torneamento, possui um formato de cunha, o que facilita sua introdução no material a ser cortado. 
Ao movimento de rotação da fresa dá-se o nome de movimento principal ou de corte. 
Para obter-se a forma e dimensão desejada no corte, ainda é necessário um movimento retilíneo de 
avanço, que normalmente é dado pela peça que se encontra fixada à mesa da máquina. 
O movimento de penetração é o 
responsável pela espessura do 
cavaco e, normalmente também é 
dado pela peça, ou seja, pela mesa 
da fresadora. 
Durante o fresamento, cada aresta 
de corte da fresa está em contato 
com a peça por apenas um curto 
espaço de tempo. No resto do tempo 
de rotação da ferramenta, a aresta 
gira em vazio e pode ser refrigerada. 
Portanto, a solicitação ou esforço a 
que é submetida não é tão forte 
como no caso do torno, onde a 
aresta da ferramenta está cortando 
continuamente. 
 
 
 
3.2. Processos de fresamento 
 
3.2.1. Fresamento tangencial 
 
 
 
Neste caso, o eixo da fresa é paralelo à 
superfície de trabalho da peça. 
O cavaco produzido tem o formato de uma 
vírgula. 
No fresamento tangencial as fresas são ditas 
cilíndricas ou tangenciais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 25 
As fresas tangenciais ou cilíndricas podem operar segundo o fresamento concordante, quando o 
sentido do movimento de avanço coincide com o sentido do movimento rotatório da fresa, ou através 
de fresamento discordante, quando o movimento de avanço da peça é contrário ao sentido de rotação 
da fresa. 
 
O fresamento discordante é o processo mais antigo empregado com fresas cilíndricas. Neste caso, a 
espessura de corte do cavaco aumenta progressivamente de zero a um valor máximo. 
Inicialmente, há um forte atrito entre a ferramenta e a peça. Quando a pressão da aresta cortante 
atinge um valor capaz de vencer a elasticidade do material, a mesma penetra na peça e retira uma 
porção de cavaco em forma de vírgula. No fim da operação de cada dente há uma tendência de 
levantamento da peça da mesa. 
 
No fresamento concordante as arestas da fresa começam a retirada de cavaco, partindo do ponto de 
maior espessura. A peça é fortemente comprimida contra a mesa e há o perigo da peça ser puxada 
para debaixo da fresa, podendo sofrer avarias, tanto a peça como a ferramentae a máquina. 
Portanto, para trabalhar-se neste sistema, é necessário que a máquina seja robusta e que não haja 
folgas no fuso da mesa. 
A utilização de ângulo de saída negativo e pastilhas de metal duro nas fresas cilíndricas, possibilita 
em vários casos, principalmente para peças delgadas e para grandes profundidades de corte, o 
emprego do movimento concordante, obtendo-se um ótimo acabamento superficial e maior produção. 
 
Fresamento frontal ou de topo 
 
 
 
 
 
Neste caso, o eixo da fresa fica perpendicular à superfície de trabalho e as arestas cortantes não são 
somente as da periferia, mas também as de topo. 
O cavaco é de espessura uniforme. 
No fresamento tangencial, a fresadora suporta uma carga irregular em virtude da forma em vírgula 
dos cavacos. É difícil evitar um reduzido impacto na periferia da fresa, cuja conseqüência é um sulco 
ondulado que se forma na superfície fresada a cada rotação completa da fresa. Na fresa de topo, 
cada dente arranca um cavaco de espessura uniforme. Por esta razão, a carga da fresadora é 
uniforme. 
O rendimento de corte do cavaco é em geral 15 a 20% mais elevado do que no caso do fresamento 
tangencial. As superfícies obtidas por fresamento de topo são perfeitamente lisas, sem apresentar 
pequenas ondulações. 
 
 
 
 
 
 26 
3.3. Tipos de máquinas fresadoras 
 
3.3.1. Fresadora horizontal 
 
 
 
a) corpo da máquina b) árvore principal c) caixa de velocidades do movimento principal 
d) caixa do avanço e) suporte móvel da mesa f) carro transversal g) mesa h) suporte da árvore 
i) suporte auxiliar j) eixo extensível k) parafuso sem-fim 
 
Esta máquina presta-se para toda espécie de trabalhos de fresamento. A sua característica principal 
consiste no fato do mandril porta-ferramentas estar colocado horizontalmente. 
O corpo da fresadora suporta a árvore principal disposta na horizontal, os mecanismos para 
acionamento do movimento principal da árvore e do movimento de avanço da mesa. 
A árvore principal gira apoiada em mancais de bronze ou rolamentos e é feita em aço liga, 
devidamente retificado. 
A caixa de velocidades que produz o movimento de rotação da árvore principal e, portanto, da 
ferramenta, possui a possibilidade de fornecer várias velocidades através de mecanismos de polias 
ou engrenagens, como acontece também nos tornos. 
A peça a ser trabalhada é fixada sobre a mesa. Para poder aproximar - se a peça da fresa, o suporte 
móvel da mesa é acionado, bem como o carro transversal e a mesa. 
 
 
 
 
Estes movimentos são feitos através de acionamento manual. A mesa pode, além disso, deslocar-se 
por meio do mecanismo de avanço. Este recebe seu acionamento diretamente da caixa de 
velocidades ou por meio de um motor especial para este fim. 
Para ligação do mecanismo de avanço com o fuso da mesa, utiliza-se um eixo extensível e um 
mecanismo de parafuso sem fim. 
A amplitude do avanço pode limitar-se por meio de "chaves fim de curso". 
 
 
fixação da peça no torno e na fresadora 
 27 
3.3.2. Fresadora vertical 
 
 
 
Com esta máquina executam-se trabalhos de 
fresamento frontal. 
A árvore principal gira verticalmente no cabeçote 
vertical. Este cabeçote é giratório, de tal maneira 
que a árvore pode também tomar uma posição 
inclinada. A caixa de velocidade e o mecanismo de 
avanço assemelham-se ao de uma fresadora 
horizontal. 
 
 
 
 
 
 
3.3.3. Fresadora universal 
 
A característica principal desta máquina é o fato de sua mesa poder ser girada para a direita ou para a 
esquerda. 
Por tal motivo, é possível a execução de trabalhos, tais como a fresagem de ranhuras helicoidais. 
 
3.3.4. Fresadora paralela 
 
Trata - se de uma 
fresadora de 
produção, que 
trabalha com dois 
cabeçotes frontais 
ao mesmo tempo, 
podendo fresar os 
dois lados de 
determinada peça 
ao mesmo tempo 
ou mais de uma 
peça 
simultaneamente. 
Utilizada 
principalmente 
para o fresamento 
de peças 
pesadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 28 
3.3.5. Fresadora para superfícies planas 
 
 
 
 
 
Usada para produção de superfícies 
planas, com o uso de uma fresa 
tangencial. 
O cabeçote com a árvore principal pode 
ser deslocado, aproximando-se ou 
afastando-se da mesa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.4. Ferramentas de fresar 
 
 Material 
 
As fresas são normalmente de aço de corte rápido ou usam pastilhas de metal duro ou ainda pastilhas 
de cerâmica. 
Os aços ferramenta só são utilizados para baixas velocidades de corte. 
 
 Ângulos da fresa e passo entre dentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
α =ângulo de incidência ou folga 
β =ângulo de cunha 
γ =ângulo de ataque ou saída 
 
 Quanto ao passo 
 
a) Passo pequeno - é apropriado para o fresamento de aço duro. 
b) Passo médio - conveniente para o fresamento de aço doce. 
c) Passo grande - ideal para o fresamento de metais leves. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 29 
 Disposição dos dentes 
 
Nas fresas de dentes retos, as 
arestas paralelas ao eixo da fresa 
começam a cortar o metal de uma 
só vez, com rendimento reduzido. 
(a) 
Fresas de dentes helicoidais são 
mais produtivas e trabalham de 
maneira mais silenciosa. Quando 
uma aresta está saindo do 
material, uma outra já começou a 
cortar. O cavaco escoa para o 
lado. (b) 
As arestas helicoidais podem ter inclinação à direita ou à esquerda, dando lugar no arranque do 
cavaco a uma força transversal na direção do eixo da fresa (força axial). Esta força deve ser dirigida 
contra o cabeçote da fresadora pois, caso o contrário, o mandril porta-fresa da árvore poderia soltar-
se. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Tamanho das fresas 
 
As fresas de 
pequeno diâmetro 
apresentam menor 
percurso e 
pequeno momento 
de torção, mas têm 
menos massa para 
a troca de calor e 
seus dentes são 
menores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 30 
 
 
 Forma dos dentes 
 
Os dentes podem ser fresados (ou agudos), detalonados (ou de perfil constante) e postiços. 
 
Dentes fresados ou agudos: 
 
É a forma mais comum e 
mais simples de ser feita. 
Como exemplo, podemos 
citar o "dente de serra" 
que apresenta a 
desvantagem de ser 
pouco resistente. As 
afiações sucessivas 
conduzem a uma variação 
progressiva da forma dos 
dentes e a uma vida 
pequena para a 
ferramenta. 
De maneira geral, as 
fresas com dentes agudos 
prestam-se para serviços 
de desbaste e 
acabamento de superfícies planas. 
 
Dentes detalonados: 
 
 
 
É a forma empregada nas fresas de perfil. 
Os dentes são afiados apenas na 
superfície de saída, o que mantém sempre 
o perfil original. 
 
 
 
 
 
Dentes postiços: 
 
É a solução mais econômica para fresas de 
grande diâmetro. É o caso típico das fresas 
frontais para faceamento. 
As pastilhas são presas nos dentes por solda 
ou parafusos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 31 
 Forma de fresas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 32 
4. Furação 
 
A furação é um dos mais importantes processos de usinagem, visto que a grande maioria das peças é 
dotadas de furos. 
Para abertura destes furos são usadas, preferencialmente, as furadeiras, embora possam ser usadas 
outras máquinas, tais como os tornos. 
 
4.1. Movimentos para furação de uma peça 
 
A ferramenta normalmente utilizada para a abertura de 
furos é a broca helicoidal com duas arestas de corte. Para 
que ela execute o corte, são necessários dois movimentos: 
 
a) Movimento principal de corte- que é a rotação da broca 
em torno de seu eixo. 
Este movimento é que determina a velocidade de corte em 
[m/min] 
 
b) Movimento de avanço - que é o movimento longitudinal 
da broca em direção à peça. 
Este movimento é medido em [MM/rot.] 
 
Mediante a combinação dos movimentos principal e de 
avanço, cada aresta de corte descreve um movimento 
helicoidal que dá origem à formação de um cavaco 
contínuo. 
 
4.2. Furadeiras e mandriladoras 
 
Dependendo do tipo de furação exigida (dimensões, precisão, quantidade, acabamento), existe um 
determinado modelo de furadeira mais adequada: 
 
 Furadeira manual 
Pode ser elétrica ou pneumática; é ideal, pela sua versatilidade, para furação de pequenos diâmetros, 
que não exijam grande precisão, em produção não seriada. 
 
 Furadeira de bancada 
 
 
 
 
 
 
Tem este nome por ser colocada sobre a 
bancada de trabalho. De pequena potência, 
também é usada para pequenos diâmetros em 
produção não seriada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 33 
 Furadeira de coluna 
 
 
 
 
É o tipo mais usado de furadeira. Ela é fixada através 
de uma base e possui uma mesa que pode deslocar-
se em altura, onde é fixada a peça a ser furada. 
Possui várias velocidades e o avanço pode ser feito 
manual ou automaticamente. 
 
 
a) base 
b) coluna 
c) caixa de velocidades 
d) árvore porta-brocas 
e) acionamento do mecanismo de avanço 
f) mesa 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caixa de velocidades e avanços: 
 
a) engrenagens da caixa de velocidade para o 
movimento principal 
b) alavanca de engate 
c) derivação para o movimento de avanço por meio de 
coroa e sem-fim 
d) engrenagens do sistema de avanço 
e) coroa, sem-fim e cremalheira para produzir o 
avanço 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Furadeira de coluna, com carro móvel 
 
Trata-se de uma máquina mais pesada, com uma coluna em 
forma de caixa de alta rigidez. 
Pelas guias da coluna, podem movimentar-se a mesa e o 
carro porta-broca onde está alojado o mecanismo de avanço. 
O movimento de avanço é realizado pelo carro, evitando que, 
em furos profundos, a árvore principal fique com uma grande 
parte em balanço, como ocorre com a furadeira de coluna 
comum. 
Portanto, esta furadeira é ideal para grandes diâmetros e para 
furos profundos. 
 
 
 
 a) coluna com guias 
 b) carro porta-broca 
 
 
 
 
 34 
 Furadeira de precisão 
 
 
 
Usada para furos com rigorosa distância entre centros 
(até 0,001 mm). Sua mesa permite movimentação 
longitudinal e transversal. Possui alta rigidez estrutural 
e sua árvore está perfeitamente apoiada, não 
havendo permissão para nenhuma folga. Usada em 
ferramentaria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Furadeiras em série 
 
 
 
 
Montadas em série, com uma mesa 
comum, são usadas para a realização 
contínua de várias operações em uma 
peça, tais como: furar, escarear e 
alargar determinado furo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Furadeira múltipla 
 
 
 
 
 
 
 
Possui várias árvores que são acionadas em conjunto 
podendo, portanto, executar vários furos ao mesmo 
tempo. Ideal para produção em série. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 35 
 Furadeira de coluna 
 
 
 
 
É o tipo mais usado de furadeira. Ela é fixada através 
de uma base e possui uma mesa que pode deslocar-
se em altura, onde é fixada a peça a ser furada. 
Possui várias velocidades e o avanço pode ser feito 
manual ou automaticamente. 
 
 
a) base 
b) coluna 
c) caixa de velocidades 
d) árvore porta-brocas 
e) acionamento do mecanismo de avanço 
f) mesa 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caixa de velocidades e avanços: 
 
a) engrenagens da caixa de velocidade para o 
movimento principal 
b) alavanca de engate 
c) derivação para o movimento de avanço por meio de 
coroa e sem-fim 
d) engrenagens do sistema de avanço 
e) coroa, sem-fim e cremalheira para produzir o 
avanço 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Furadeira de coluna, com carro móvel 
 
Trata-se de uma máquina mais pesada, com uma coluna em 
forma de caixa de alta rigidez. 
Pelas guias da coluna, podem movimentar-se a mesa e o 
carro porta-broca onde está alojado o mecanismo de avanço. 
O movimento de avanço é realizado pelo carro, evitando que, 
em furos profundos, a árvore principal fique com uma grande 
parte em balanço, como ocorre com a furadeira de coluna 
comum. 
Portanto, esta furadeira é ideal para grandes diâmetros e para 
furos profundos. 
 
 
 
 a) coluna com guias 
 b) carro porta-broca 
 
 
 
 
 36 
 Furadeira de precisão 
 
 
 
Usada para furos com rigorosa distância entre centros 
(até 0,001 mm). Sua mesa permite movimentação 
longitudinal e transversal. Possui alta rigidez estrutural 
e sua árvore está perfeitamente apoiada, não 
havendo permissão para nenhuma folga. Usada em 
ferramentaria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Furadeiras em série 
 
 
 
 
Montadas em série, com uma mesa 
comum, são usadas para a realização 
contínua de várias operações em uma 
peça, tais como: furar, escarear e 
alargar determinado furo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Furadeira múltipla 
 
 
 
 
 
 
 
Possui várias árvores que são acionadas em conjunto 
podendo, portanto, executar vários furos ao mesmo 
tempo. Ideal para produção em série. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 37 
 Furadeira radial 
 
 
 
 
 
 
A furadeira radial permite o 
deslocamento do carro porta-
broca através de um braço, 
que, por sua vez, pode 
deslocar-se em torno da 
coluna, bem como se mover 
verticalmente. 
 
Graças a sua multiplicidade de 
movimentos, permite que uma 
determinada peça seja furada 
em vários pontos sem que 
tenha de ser deslocada. É ideal 
para furação de peças 
pesadas, de pequena 
mobilidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Mandriladora horizontal 
 
 
 
a) árvore porta-ferramenta 
b) carro ou cabeçote 
c) coluna com guias 
d) luneta 
e) mesa 
 
f) barra de mandrilar 
 
 
 Detalhe de uma barra de mandrilar não passante: 
 a) barra de madrilar 
 b) ferramenta 
 c) parafuso de fixação 
 d) parafuso de ajuste 
 
 
 
 
 
 
 
 38 
A operação de mandrilamento consiste em alargar furos através de uma ferramenta similar a usada 
no torno, que é fixada em uma barra porta ferramenta chamada barra de mandrilar. 
Se o furo for passante, a barra ficará fixada entre a placa do cabeçote da máquina e um suporte 
conhecido por luneta. Caso contrário, usa -se uma barra curta presa apenas no cabeçote. 
A mandriladora pode ser utilizada para trabalhos de furação, mandrilamento, fresagem e torneamento 
em peças complicadas e de difícil manuseio. A árvore porta-ferramentas está disposta 
horizontalmente e nela podem ser fixadas as ferramentas de furar, mandrilar ou fresar. A árvore pode 
avançar no sentido longitudinal, enquanto que o cabeçote onde está fixada, pode deslocar-se em 
altura. A mesa, onde é fixada a peça, é giratória e pode deslocar-se nos sentidos longitudinal e 
transversal. As mandriladoras são equipadas com caixas de velocidades que permitem várias 
velocidades de rotação e avanço da árvore porta-ferramentas. 
 
 
4.3. Ferramentas de furar 
 
4.3.1. A broca helicoidal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A broca helicoidal tem trêspartes principais: ponta, corpo e haste. 
A ponta é a extremidade cortante. O corpo é a parte situada entre a ponta e a haste, e têm dois 
sulcos ou ranhuras que se denominam estrias. 
A haste (paralela ou cônica) é a extremidade, ou punho, da broca que encaixa no mandril ou suporte 
da máquina perfuratriz. 
 
 
 39 
A ponta da broca deve ser cuidadosamente formada em todas as características para que o corte 
seja eficiente, e o furo do tamanho certo. A aresta transversal situada no vértice da ponta se 
denomina centro morto. 
A ação cortante da broca fica a cargo das duas arestas cortantes, formadas pela interseção das 
estrias e a ponta cônica. 
A aresta transversal não corta, mas sim comprime o material para fora do centro do furo, à frente das 
arestas principais de corte, consumindo assim em torno de 40% do esforço de avanço da broca. 
A parte traseira de cada aresta cortante é rebaixada, para que a aresta possa penetrar o material, e 
para que ele não roce no mesmo. Ao fazer girar a broca sob pressão, as duas arestas cortam o metal, 
formando cavacos, permitindo que a broca vá se aprofundando cada vez mais. 
A parte rebaixada dá o formato de cunha e é uma das características mais importantes da ponta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.3.2 Alargadores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alargadores servem para alargar furos pré-furados, aumentando a precisão dimensional 
De modo geral, o alargador tem três partes: chanfro; corpo e haste 
O chanfro é a parte que efetua o corte do alargador, e é formado com ângulo uniforme em cada 
lâmina. O esmerilhamento é feito de tal maneira que haja um ângulo de folga atrás de cada aresta. 
O corpo compreende um número de estrias ou ranhuras e lâminas. As lâminas estão situadas entre 
as estrias. Na parte superior de cada lâmina há uma beira ou fase que corre desde o chanfro até a 
extremidade traseira da estria. A aresta traseira da fase é rebaixada, formando um ângulo de folga 
que se denomina ângulo de folga do corpo. Na maioria dos alargadores a aresta de cada lâmina se 
acha inclinada com relação à linha que atravessa o centro da face dianteira do alargador. Este ângulo 
se denomina ângulo do chanfro. 
A haste é a parte do alargador que se encaixa no mandril ou suporte da máquina. 
 
 
 
 
 
 
 40 
5. Aplainamento 
 
É um processo usado para usinagem de superfície planas ou curvas que concorre com o fresamento. 
O cavaco é arrancado em forma de fita, em virtude de o movimento principal ser retilíneo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.1. Plainas ou Limadoras 
 
A operação de aplainamento pode ser feita pela plaina ou pela limadora. 
A diferença básica entre limadoras e plainas é que nas primeiras o movimento principal de corte é 
feito pela ferramenta, enquanto que nas plainas, é feito pela peça, através do movimento de vai-e- 
vem da mesa da máquina. 
As limadoras são usadas para pequenos trabalhos em oficinas e as plainas para produção industrial. 
 
a) curso útil 
b) curso em vazio (a ferramenta se 
desloca através de sistema de 
articulação, evitando riscar a peça) 
A velocidade de corte no 
aplainamento é dada em [m/min] e é 
medida durante o movimento da 
ferramenta no curso útil. 
A velocidade, durante o curso em 
vazio, denomina-se velocidade de 
recuo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 41 
A limadora é uma máquina limitada, usada para executar cortes verticais, horizontais e inclinados em 
peças de pequenas dimensões. 
A plaina, por sua vez, é indicada para aplainar e fresar peças grandes. Possui dois cabeçotes e uma 
mesa que realiza movimento retilíneo alternado. 
 
5.2. Movimento para o aplainamento de uma peça através da limadora 
 
O aplainamento é feito através de três movimentos: 
 
a) Movimento principal ou de corte: é executado pela ferramenta que avança em linha reta no 
sentido de corte (curso útil) e retorna à posição inicial, após executar o corte (curso em vazio). 
 
b) Movimento de avanço: é o movimento dado pela peça (aplainamento horizontal) ou pela 
ferramenta (aplainamento vertical), manual ou automaticamente, a cada vai e vem da ferramenta, na 
execução do movimento de corte. 
 
c) Movimento de ajuste: é dado pela ferramenta no aplainamento horizontal e pela peça no vertical, 
antes de iniciar-se a operação de corte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) curso útil de corte b) curso em vazio c) avanço d) movimento de ajuste 
 
5.3. Movimento para o aplainamento de uma peça através da plaina 
 
Nas plainas, o movimento principal é realizado pela mesa, enquanto que, a ferramenta realiza o 
movimento de avanço. As ferramentas de corte são semelhantes às da limadora, porém, em geral, 
são maiores. 
 
 
 
 
 
 
Movimento na plaina: 
 
a) curso útil de corte 
 
b) curso em vazio 
 
c) avanço 
 
d) movimento de ajuste 
 
 
 
 
 
 
 
 
 42 
5.3. Ferramentas de aplainar 
 
As ferramentas de aplainar são semelhantes com as de tornear. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Brocheamento 
 
 
Na fabricação em 
grande série de 
peças, como as da 
figura ao lado, um 
dos processos mais 
competitivos de 
usinagem é o 
brocheamento. 
No brocheamento, a 
ferramenta é 
puxada, de maneira 
que seus dentes 
cortem a superfície a 
ser usinada. 
 
Existem, basicamente, dois tipos de brocheamento: o interno o externo. 
No interno, a ferramenta é introduzida através de um furo previamente aberto e começa a ser puxada. 
Suas dimensões são progressivas, de modo que a peça vai sendo usinada aos poucos, até atingir 
suas dimensões finais, quando a ferramenta termina seu curso. 
 
No brocheamento externo, a ferramenta é passada longitudinalmente ao longo da face a ser usinada. 
 
 
 
 43 
O brocheamento confere à peça ótimo acabamento e excelente precisão, entretanto, o preço da 
ferramenta é elevado, o que limita sua aplicação às grandes séries de peças. Por este processo, 
consegue-se a fabricação de até 200 peças/hora. 
 
6.1. Brocheadoras 
 
Estas máquinas são relativamente simples, porque só necessitam executar o movimento principal 
retilíneo para deslocamento da brocha. O movimento de avanço é obtido pelo próprio formato da 
ferramenta que vai aumentando de dimensões ao longo de seu comprimento. 
 
 
 
 
 
 
 
a) peça 
 
b) apoio 
 
c) mesa de trabalho 
 
d) brocha 
 
e) cilindro hidráulico 
 
f) êmbolo 
 
g) bomba de óleo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6.2. As brochas de corte 
 
As brochas possuem dentes em forma de cunha, com uma aresta cortante. Os dentes aumentam 
gradualmente, tendo no final exatamente a forma de perfil desejado. 
No sistema de dentes, podemos distinguir a parte cortante e a de calibração. 
A diferença de altura entre dois dentes consecutivos varia de 0,02 a 0,12 mm, sendo que os últimos 4 
a 6 dentes possuem a mesma dimensão e tem a finalidade de calibrar o furo exatamente nas 
dimensões requeridas. 
 
7. Retífica 
 
É o processo pelo qual se remove material, estabelecendo-se contato entre a peça e o rebolo girando 
à alta velocidade. 
A retífica confere à peça exatidão de medidas e elevada qualidade de acabamento superficial. 
A espessura do cavaco retirado através de retífica varia de 0,0025 a 0,03 mm. 
A superfície retificada apresenta menor coeficiente de atrito e maior resistência à fadiga. 
 
7.1. Tipos de retificação 
 
Abaixo, mostramos os movimentos relativos entre o rebolo e a peça nos processos de retífica mais 
comuns: 
 
 
 44 
 
 Retificação frontal plana 
 
Essa operação 
pode ser feita em 
máquinas de eixo 
vertical. Ela 
consiste na 
retificação externa 
de superfícies 
planas. Ela pode 
ter avanço retilíneo 
ou circularda peça. 
 
 
 Retificação tangencial plana 
 
Essa operação pode ser feita em máquinas 
de eixo horizontal. Ela consiste na 
retificação externa de superfícies planas. 
Ela tem avanço retilíneo da peça. 
 
 
 
 
 
 Retificação cilíndrica 
 
A retificação de peças cilíndricas se faz por dois métodos: 
- entre centros: quando a obra é mantida na máquina entre duas pontas. 
Ela pode ser externa ou interna, como mostrado na figura. 
Na retificação interna, em virtude do pequeno diâmetro dos rebolos, torna-se necessário utilizar altas 
rotações para obter- se a velocidade tangencial desejada. O rebolo e a peça devem girar em sentidos 
opostos na região de contato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- sem centros (centerless): quando a 
peça não é suportada entre centros 
fixos, mas pela combinação de uma 
placa de apoio, um rebolo de encosto e 
um rebolo de corte. 
O rebolo de encosto causa a pressão 
da peça contra o rebolo abrasivo e 
controla sua rotação. A peça avança 
longitudinalmente. 
 
 
 
 
 
 
 45 
 
 Retificação Cônica 
A conicidade pode ser obtida por inclinação da peça, do rebolo, ou ainda, através da inclinação da 
mesa da máquina, quando a conicidade for pequena. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Retificação de perfis 
 
Neste caso o rebolo deverá ter um perfil desenhado de acordo com a superfície da peça a ser 
usinada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.2. O rebolo 
 
Os rebolos são usados com três finalidades distintas: 
Eliminar rebarbas através de esmerilhamento, afiar o gume de ferramentas e dar acabamento e 
exatidão às peças através da retífica. 
 
7.2.1. Composição dos rebolos 
 
Os rebolos são constituídos por grãos abrasivos reunidos através de um aglutinante. 
Os materiais abrasivos mais usados são os da tabela abaixo 
 
Abrasivo 
 
Aplicação 
Símbolo Material 
A Óxido de Alumínio Aço carbono sem tratamento térmico, 
forjado, fundido, etc. 
C Carbono de Silício Ferro fundido, não ferrosos e não 
metálicos 
AA Óxido de Alumínio Branco (99% 
de pureza) 
Aços temperados, aço rápido, vidros, etc. 
GC Carboneto de Silício Verde Materiais extremamente duros: Carbureto 
de tungstênio (Vídia) 
 
 
 
Os materiais abrasivos são triturados em moinhos, obtendo-se diversos tamanhos de grãos. Os grãos 
são classificados por peneiramento, sendo designados por meio do número da peneira. 
Os grãos grossos são usados para desbaste, porque apresentam grande rendimento, embora a 
superfície obtida seja áspera. 
Grãos finos são ideais para operações de acabamento, porque a superfície obtida com este tipo de 
rebolos é lisa, porém seu rendimento é pequeno. 
 
 
 46 
Para a obtenção do rebolo é necessário aglutinar-se o abrasivo através de alguma liga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os aglutinantes mais usados são: 
Resina sintética, vitrificação, borracha, goma-laca, silicato e oxicloreto. 
 
A escolha do aglutinante depende do tipo de serviço a ser executado. 
É o aglutinante que determina a dureza do rebolo e não os grãos abrasivos. 
Menor dureza é indicada para o trabalho de materiais duros porque, neste caso, os grãos abrasivos 
soltam-se com facilidade da massa aglutinante dando lugar a novos abrasivos de pontas aguçadas. 
Rebolos duros são indicados para materiais macios. A dureza do rebolo é indicada através de letras. 
A ação do rebolo depende também de sua velocidade periférica. Quanto menor a velocidade, mais 
branda é ação do rebolo. 
Outra característica importante dos rebolos é sua porosidade, ou seja, a quantidade de grãos 
abrasivos, aglutinantes e poros que ele apresenta. 
Quanto maior tenha de ser o rendimento do rebolo, tanto mais porosa deve ser a estrutura, para que 
os cavacos que se soltam possam ser absorvidos pelos poros. A porosidade é designada através de 
números. 
 
7.2.2. Classificação dos rebolos 
 
Quadro de Identificação Normal de Rebolos 
 
 Exemplo: Rebolo AA46,5K6V10 
 
 
 
 47 
 
7.2.3. Formas de rebolos 
 
Basicamente, um rebolo pode ter qualquer formato que se queira. Entretanto, existem alguns formatos 
padronizados que são os mais usados para os tipos normais de serviços.