
Um guia sobre os processos de fabricação mecânica por usinagem, com foco nos princípios básicos e na relação entre os parâmetros de corte, fluidos e ferramentas.
A usinagem mecânica é uma técnica que tem como objetivo produzir peças de alta precisão e qualidade, utilizando ferramentas específicas e máquinas de alta precisão. Para garantir um resultado satisfatório, é necessário seguir alguns princípios básicos.
Um dos princípios fundamentais da usinagem mecânica é a escolha correta do material da peça que será usinada. É importante conhecer as propriedades do material, como sua dureza, tenacidade, densidade, resistência e outras características importantes que podem influenciar o processo de usinagem. A escolha do material acontece na fase de projeto da peça.
Além da escolha correta do material, é igualmente importante escolher a ferramenta de corte apropriada para a usinagem. A ferramenta deve ser adequada para o material da peça, para a operação de usinagem a ser realizada e para a máquina utilizada. A escolha errada da ferramenta pode resultar em danos na peça, na ferramenta ou na máquina.
A lubrificação é um aspecto crítico na usinagem mecânica, pois reduz o atrito entre a ferramenta e a peça, evitando o desgaste excessivo e prolongando a vida útil da ferramenta e da máquina. É necessário escolher o lubrificante adequado para a operação de usinagem, garantindo a proteção da peça e a melhoria da qualidade da superfície usinada.
É essencial medir e controlar a qualidade das peças usinadas para garantir que elas atendam às especificações e tolerâncias exigidas. Isso envolve a utilização de instrumentos de medição de alta precisão e a realização de testes de qualidade para verificar a conformidade das peças. Isso pode ajudar a identificar rapidamente problemas de usinagem e evitá-los no futuro, melhorando a eficiência e a qualidade do processo.
Os parâmetros de corte são valores utilizados para definir a velocidade, a profundidade, a taxa de avanço e outras variáveis importantes para o processo de usinagem. É fundamental que os parâmetros de corte sejam ajustados corretamente, para que o processo de usinagem possa ser executado com eficiência e segurança. O desalinhamento dos parâmetros de corte pode resultar em danos às ferramentas de corte e às peças usinadas.

Os fluidos de corte são líquidos ou gases que são usados para reduzir o atrito entre a ferramenta de corte e a peça, removendo calor gerado pelo processo de usinagem e protegendo as superfícies usinadas. Os fluidos de corte também ajudam a prolongar a vida útil das ferramentas de corte e a melhorar a qualidade da usinagem. Existem vários tipos de fluidos de corte disponíveis, e a escolha do fluido de corte correto depende do material da peça, da operação de usinagem e da máquina utilizada.
Os fluidos de corte atuam como um lubrificante, diminuindo o atrito entre a ferramenta e a peça, o que reduz o desgaste e aumenta a vida útil da ferramenta.
O calor gerado durante a usinagem pode danificar a peça e a ferramenta. Os fluidos de corte ajudam a remover esse calor, mantendo a temperatura sob controle.
Os fluidos de corte formam uma película protetora sobre a superfície da peça, evitando a corrosão e o desgaste.
Os fluidos de corte ajudam a melhorar a qualidade da superfície usinada, reduzindo o atrito e o desgaste, e proporcionando um acabamento mais suave.
As ferramentas de corte são usadas para remover material da peça durante o processo de usinagem. Elas podem ser classificadas em ferramentas de torneamento, fresamento, brochamento, furadeiras, entre outras. As ferramentas de corte podem ser feitas de diferentes materiais, como aço rápido, metal duro, cerâmica, entre outros.
As ferramentas de torneamento são usadas para remover material de peças cilíndricas, cônicas e de outras formas complexas. Elas são geralmente fixadas em um torno mecânico e giram em torno de um eixo central.
As ferramentas de fresamento são usadas para remover material de peças planas, curvas e de outras formas complexas. Elas são geralmente fixadas em uma fresadora e giram em torno de um eixo central.
As ferramentas de brochamento são usadas para criar furos precisos e com tolerâncias estreitas. Elas são geralmente fixadas em uma brochadeira e são movidas para frente e para trás através do furo.

Operação de Brochamento do canal interno do cilindro da fechadura.

Os parâmetros de corte, fluidos e ferramentas estão interligados e influenciam diretamente na qualidade da usinagem. A escolha incorreta do fluido de corte pode causar desgaste excessivo na ferramenta de corte e na peça usinada, ou a escolha incorreta da ferramenta de corte pode causar danos à peça e à máquina. É importante considerar todos esses fatores ao definir os parâmetros de corte para obter uma usinagem eficiente e com qualidade.
A taxa de remoção de material (Q) é a quantidade de material removida por unidade de tempo. É um parâmetro importante para avaliar a eficiência do processo de usinagem. A fórmula para calcular a taxa de remoção de material é:
Q = fn x Vc x 1000 x ap
fn é o avanço por revolução (mm/avanço), Vc a velocidade de corte (m/min) ap é a profundidade de corte em milímetros (mm).
Se fn = 0,2 mm/rev, Vc = 200 m/min e ap = 2 mm, então:
Q = 0,2 x 200 x 1000 x 2
= 80.000 mm³/min.
A potência de usinagem (P) é a quantidade de energia necessária para realizar o processo de usinagem. É um parâmetro importante para determinar a capacidade da máquina e a escolha do motor adequado. A fórmula para calcular a potência de usinagem é:
P = (Kc x fz x ap x Vc) / (60 x μ x η)
Dados do processo: Diâmetro da peça (D): 50 mm, Comprimento da peça (L): 100 mm, Velocidade de corte (Vc): 200 m/min, Avanço por aresta de corte (fz): 0,2 mm, Profundidade de corte (ap): 2 mm, Coeficiente de atrito (μ): 0,4, Constante de usinabilidade (Kc): 300 mm/min, Eficiência da máquina (η): 85%. Para calcular a potência de usinagem, pode-se utilizar a seguinte fórmula: P = (Kc x fz x ap x Vc) / (60 x μ x η) P = (300 x 0,2 x 2 x 200) / (60 x 0,4 x 0,85) = 686,27 W
Os fluidos de corte atuam como um lubrificante, diminuindo o atrito entre a ferramenta e a peça, o que reduz o desgaste e aumenta a vida útil da ferramenta.
O calor gerado durante a usinagem pode danificar a peça e a ferramenta. Os fluidos de corte ajudam a remover esse calor, mantendo a temperatura sob controle.
Os fluidos de corte formam uma película protetora sobre a superfície da peça, evitando a corrosão e o desgaste.
Os fluidos de corte ajudam a melhorar a qualidade da superfície usinada, reduzindo o atrito e o desgaste, e proporcionando um acabamento mais suave.
Estudar como a automação e a robótica estão transformando o processo de usinagem e quais são as principais tendências e inovações nessa área.
Conhecer as principais características dos novos materiais utilizados em diversas indústrias, assim como os novos processos de usinagem desenvolvidos para trabalhar com esses materiais.
Aprofundar-se nos cálculos e fórmulas utilizados para determinar o melhor desempenho das ferramentas de corte em diferentes materiais e condições de usinagem.
Estudar as principais técnicas e ferramentas utilizadas para medir e avaliar a qualidade das peças usinadas, bem como os padrões e normas utilizados para garantir a precisão das medições.
Paulo Sergio de Oliveira (Editora Érica, 2013)
Marco Antônio Oliveira e Francisco Carlos Ribeiro (Editora Érica, 2012)
Renato da Silva Lima e Paulo César de Oliveira (Editora Pearson, 2013)
Júlio César Benavente Herrera e Anselmo Eduardo Diniz (Editora Blucher, 2011)
O PROCESSO DE USINAGEM