Sebenta · Aplicar a tecnologia do corte na maquinação de peças em fresadoras CNC (UC02957)

Introdução

Esta sebenta ensina a aplicar a tecnologia do corte na maquinação de peças em fresadoras CNC: como analisar a peça e o material, preparar as ferramentas e os suportes, determinar os parâmetros tecnológicos corretos, e testar e validar esses parâmetros num ensaio de maquinação real. É a ponte entre programar um percurso na máquina e cortar metal com sucesso, sem partir ferramentas nem produzir peças fora de especificação.

O percurso é o de um profissional real: analisar a peça e as propriedades do material, preparar as ferramentas e os suportes certos para o cenário, determinar os parâmetros de maquinação e de corte por cálculo, e testar e validar esses parâmetros num ensaio, ajustando conforme o comportamento observado da ferramenta. Ao longo do caminho, aplicam-se as normas de segurança e saúde no trabalho e as boas práticas de manutenção que atravessam toda a oficina.

Objetivos de aprendizagem (referencial): analisar a peça e as propriedades do material a maquinar; preparar as ferramentas e os suportes; determinar os parâmetros tecnológicos de maquinação e de corte; e testar e validar esses parâmetros em ensaios de maquinação, ajustando-os em função do comportamento da ferramenta.

1. Desenho técnico, tolerâncias e acabamento da peça

Antes de calcular qualquer parâmetro de corte, o técnico lê a peça. O desenho técnico normalizado transmite toda a informação sem ambiguidade, desde que se domine a sua gramática.

Normas, projeções, cortes e secções

• Projeções ortogonais: vistas de frente, de cima e de lado, relacionadas entre si segundo a norma (ISO 128, método europeu do 1.º diedro).
• Cortes e secções: mostram o interior de uma peça (uma caixa, um furo passante) que as vistas exteriores não revelam.
• Cotagem: dimensões lineares, angulares, de raio e de diâmetro, sempre com a sua tolerância associada, expressa ou geral.
• Simbologia e anotações: rugosidade, tratamento térmico, roscas, acabamentos especiais.

Toleranciamento geométrico e dimensional

Uma cota sem tolerância expressa não é uma cota exata: aplica-se sempre a tolerância geral do desenho (ISO 2768), indicada normalmente no cartucho. Além da dimensão, uma peça precisa de forma, orientação e posição corretas (ISO 1101): planeza, paralelismo, perpendicularidade, concentricidade. Nas peças maquinadas em CNC, a perpendicularidade entre faces de aperto e a superfície maquinada é muitas vezes mais crítica do que a própria cota linear.

Acabamento superficial: Ra e Rz

O acabamento superficial exigido vem indicado no desenho por um símbolo e um valor:

Quanto menor o valor de Ra ou Rz, mais fino o acabamento e mais lenta e cara a operação de maquinação. Um símbolo de rugosidade junto de uma face indica o valor máximo admitido nessa superfície específica.

2. Toleranciamento dimensional: graus de tolerância e cotas de maquinação

Uma cota no desenho técnico raramente é um valor único e absoluto. É um intervalo, definido por um grau de tolerância normalizado, dentro do qual a peça maquinada tem de cair para ser aceite. Saber ler esse intervalo, e escolher o valor-alvo certo dentro dele, é o que separa uma peça aprovada de uma peça reprovada por décimas de milímetro.

Graus de tolerância (IT)

A norma ISO 286 organiza a precisão exigida numa cota em graus de tolerância, ou classes IT (International Tolerance), numeradas de IT01 a IT18. Quanto menor o número IT, mais apertada a tolerância e mais difícil (e cara) a operação de maquinação:

O valor de IT em micrómetros (µm) depende não só do grau, mas também da gama de dimensão nominal da cota: a mesma classe IT7 corresponde a uma amplitude diferente consoante a peça mede 10 mm ou 100 mm. Os valores vêm sempre de uma tabela normalizada (ISO 286-1), nunca de memória ou de estimativa.

Na maquinação CNC, o IT7 é uma referência comum para ajustes de precisão (furos, caixas com encaixe funcional), enquanto operações de desbaste ou faces sem função de ajuste se contentam com IT11 ou mais larga.

Afastamentos e cotas máxima, mínima e média

A cota nominal (o valor "redondo" do desenho) combina-se com dois afastamentos, que juntos definem o intervalo aceitável:

• Afastamento superior (ES para furos, es para veios): distância entre a cota nominal e o limite superior admitido.
• Afastamento inferior (EI para furos, ei para veios): distância entre a cota nominal e o limite inferior admitido.

A partir daí calculam-se as três cotas que interessam ao técnico no posto de trabalho:

• Cota máxima = cota nominal + afastamento superior.
• Cota mínima = cota nominal + afastamento inferior.
• Cota média = (cota máxima + cota mínima) / 2.

Exemplo resolvido: cota máxima, mínima e média de uma caixa H7

Uma caixa retangular tem cota nominal de 40 mm numa das arestas, com tolerância IT7, aplicada como classe H7 (afastamento inferior nulo, típico de um furo ou caixa em sistema de furo-base). Na gama de dimensão nominal 30 a 50 mm, a tabela ISO 286-1 dá IT7 = 25 µm (0,025 mm).

1. Classe H7: afastamento inferior EI = 0 mm; afastamento superior ES = + IT7 = +0,025 mm.
2. Cota máxima = cota nominal + ES = 40 + 0,025 = 40,025 mm.
3. Cota mínima = cota nominal + EI = 40 + 0 = 40,000 mm.
4. Cota média = (40,025 + 40,000) / 2 = 40,013 mm (arredondado a três casas decimais).

O técnico programa a fresadora CNC para maquinar a caixa à cota média (40,013 mm), não a 40,000 mm nem a 40,025 mm: assim, mesmo que a ferramenta desgaste ligeiramente ao longo do lote, a peça mantém-se dentro do intervalo [40,000; 40,025] durante mais tempo.

3. Tecnologia dos materiais e classificação ISO 513

Propriedades e ficha técnica

A escolha de tudo o resto, ferramenta, suporte, parâmetros de corte, depende sempre do material da peça. A ficha técnica de um material reúne:

• Estrutura: composição, disposição interna dos elementos.
• Propriedades físicas: densidade, condutividade térmica.
• Propriedades químicas: composição, resistência à corrosão.
• Propriedades mecânicas: dureza, resistência à tração, tenacidade.

Classificação ISO 513: dos aços às superligas

A norma ISO 513 organiza os materiais a maquinar em seis grupos, identificados por letra e cor:

Normalização e número da chave de aços

Cada aço tem um número de chave normalizado (EN 10027, formato 1.XXXX) que identifica a sua composição química de forma inequívoca em qualquer catálogo ou ficha técnica, independentemente da designação comercial. Por exemplo, o aço para moldes 1.2311 é sempre o mesmo material, em qualquer país ou fornecedor que use a norma europeia.

4. Tratamentos térmicos e seleção da ferramenta

Tratamentos térmicos de aços

O tratamento térmico altera a estrutura e a dureza do aço, e por isso condiciona toda a maquinação seguinte:

Influência na seleção da ferramenta de corte

Um aço temperado e revenido pode passar de HB 200 (macio) para HRC 55 (duro), o que muda radicalmente os parâmetros de maquinação:

• Material macio (até ~HB 200): HSS ou HSS-Co, parâmetros moderados a altos, boa produtividade.
• Material ligado ou inoxidável: HSS-Co ou carboneto, mais calor gerado no corte, cuidado com o encruamento.
• Material endurecido (grupo H, HRC 45 e acima): carboneto é obrigatório, parâmetros conservadores, ou uma estratégia de fresagem a alta velocidade dedicada.

5. Organização do posto e informação técnica

Organização da área e posto de trabalho

O primeiro critério de desempenho desta UC é manter o posto de trabalho organizado em função das ferramentas e equipamentos a utilizar. Boas práticas:

• Ferramentas e suportes arrumados, limpos e identificados por referência.
• Catálogos e fichas técnicas acessíveis, mas protegidos de apara e lubrificante.
• Área livre de apara e resíduos que possam causar quedas ou cortes.
• No fim da sessão: limpar, guardar e deixar o posto pronto para o próximo utilizador.

Isto liga-se diretamente às atitudes avaliadas: sentido de organização, responsabilidade e autonomia.

Informação técnica dos suportes e ferramentas

Nenhum técnico decora os dados de corte de todas as ferramentas do mercado: consulta-se sempre a fonte certa.

• Catálogos do fabricante: gama de ferramentas disponíveis, materiais recomendados, parâmetros de partida por operação.
• Tabelas técnicas: velocidades de corte e avanços recomendados por material e tipo de operação.
• Aplicativos web: calculadoras de parâmetros dos próprios fabricantes, atualizadas com os produtos mais recentes.

Os valores de catálogo são sempre o ponto de partida; o ensaio de maquinação confirma-os ou ajusta-os às condições reais da máquina e da peça.

6. Ferramentas de corte para fresagem

Tipos de ferramentas

• Standard: fresas de topo e de facear de catálogo, corpo e corte numa só peça, cobrem a maioria das operações comuns.
• Modulares: corpo reutilizável com pastilhas ou cabeças intercambiáveis; quando a aresta gasta, substitui-se só essa parte, não a ferramenta inteira.
• Dedicadas: geometria especial concebida para uma operação concreta (perfil complexo, chanfro, rosca).

Composição, aplicação, simbologia e normas

Os revestimentos (TiN, TiAlN, entre outros) aumentam a dureza superficial e a resistência ao calor, prolongando a vida útil da ferramenta à mesma velocidade de corte. A embalagem e o catálogo identificam material, geometria e aplicação através de uma simbologia normalizada (classificação ISO 513, designação do fabricante).

7. Suportes de ferramentas (cones)

Tipologias e aplicação

O suporte, vulgarmente chamado cone, é a peça que liga a ferramenta de corte ao veio da máquina. A tipologia certa garante rigidez, precisão e segurança:

Procedimentos de montagem, simbologia e normas

1. Limpar o cone do suporte e a haste da ferramenta, sem resíduos de apara ou óleo.
2. Escolher a pinça ou o sistema de aperto adequado ao diâmetro da ferramenta.
3. Inserir a ferramenta ao comprimento de saliência especificado, nem a mais nem a menos.
4. Apertar ao binário indicado pelo fabricante do suporte, com chave dinamométrica.
5. Verificar o descentramento (run-out) com relógio comparador antes de dar por montado.

Cada suporte tem uma marcação normalizada (tipo de cone, fabricante, diâmetro de pinça) que confirma a compatibilidade com o veio da máquina antes de qualquer montagem.

8. Parâmetros fundamentais de corte

Profundidade e largura de corte

• ap (profundidade de corte, axial): quanto a ferramenta penetra na peça segundo o eixo Z, em mm.
• ae (largura de corte, radial): quanto da largura da ferramenta está em contacto com o material, em mm.

Em desbaste, ap e ae são maiores, com prioridade à remoção rápida de material. Em acabamento, ap e ae são pequenos, com prioridade à rugosidade e à cota final.

Velocidade de corte, rotação e avanço

• Velocidade de corte (Vc): velocidade linear na periferia da ferramenta, em m/min, valor tabelado por material e ferramenta.
• Velocidade de rotação (n): n = Vc × 1000 / (π × D), com Vc em m/min, D o diâmetro da ferramenta em mm, n em rpm.
• Avanço por dente (fz): deslocamento da mesa por cada dente da ferramenta, em mm/dente, tabelado.
• Avanço da mesa (Vf): Vf = fz × z × n, com z o número de dentes da ferramenta, Vf em mm/min.

Exemplo resolvido: parâmetros fundamentais de uma fresa de topo

Fresa de topo Ø12 mm, 3 dentes, Vc = 90 m/min, fz = 0,08 mm/dente:

1. n = 90 × 1000 / (π × 12) = 90000 / 37,70 = 2387,3 rpm
2. Vf = 0,08 × 3 × 2387,3241... = 572,96 mm/min (calculado a partir do valor exato de n, não do arredondado)

9. Parâmetros específicos de corte

Secção da apara e força de corte

• Secção da apara (A): A = ap × fz, em mm², a área de material cortada por cada dente em cada passagem.
• Força de corte (Fc): Fc = kc × A, em N, sendo kc a força específica de corte, um valor tabelado por material (N/mm²).

Materiais mais duros ou tenazes têm kc mais elevado: exigem mais força para o mesmo corte, e por isso mais potência, mais rigidez de fixação e ferramentas mais robustas.

Potência de corte e taxa de remoção de material

• Potência de corte: Pc (kW) = Fc (N) × Vc (m/min) / 60000.
• Taxa de remoção de material (MRR): Q (cm³/min) = ap × ae × Vf / 1000, com ap e ae em mm, Vf em mm/min.

A potência de corte calculada nunca pode ultrapassar a potência disponível no veio da máquina; a MRR mede a produtividade real da operação escolhida.

Exemplo resolvido: força, potência e taxa de remoção

Fresa de topo Ø12 mm, 3 dentes, ap = 4 mm, ae = 6 mm, Vc = 90 m/min, fz = 0,08 mm/dente, kc = 2200 N/mm² (aço macio, grupo P):

1. n = 2387,3 rpm; Vf = 572,96 mm/min (do exemplo anterior).
2. Secção da apara: A = ap × fz = 4 × 0,08 = 0,32 mm².
3. Força de corte: Fc = kc × A = 2200 × 0,32 = 704 N.
4. Potência de corte: Pc = Fc × Vc / 60000 = 704 × 90 / 60000 = 1,06 kW.
5. Taxa de remoção: Q = ap × ae × Vf / 1000 = 4 × 6 × 572,96 / 1000 = 13,75 cm³/min.

10. Métodos de corte, ângulos, formação da apara e estratégias de maquinação

Ângulos de corte

• Ângulo de ataque (rake angle): inclinação da face de corte da ferramenta; ângulos positivos cortam com menos força, mais adequados a materiais macios e dúcteis.
• Ângulo de folga (clearance angle): evita o atrito entre a superfície já cortada da peça e o flanco da ferramenta.
• Ângulo de cunha: entre o ataque e a folga, define a robustez da aresta de corte.

Um ângulo de ataque positivo corta com mais facilidade, mas a aresta fica mais frágil; um ângulo negativo ou neutro é mais robusto, à custa de mais força de corte.

Formação da apara

Métodos de corte: fresagem concordante e discordante

• Discordante (convencional): a fresa roda em sentido contrário ao avanço; a espessura de apara cresce de zero até ao máximo.
• Concordante: a fresa roda no mesmo sentido do avanço; melhor acabamento superficial, exige uma máquina rígida e sem folgas.

Numa fresadora CNC, sem folgas mecânicas no fuso, a fresagem concordante é geralmente a escolha por omissão, pelo melhor acabamento e menor desgaste da aresta.

Operações e estratégias de maquinação em fresagem

Concordante ou discordante descreve como a fresa corta; a operação descreve o que a fresa está a fazer na peça. As operações mais comuns numa fresadora CNC:

Abrir uma cavidade fechada levanta um problema que facear ou contornar não têm: a ferramenta não pode simplesmente mergulhar a direito no material como um berbequim. A maioria das fresas de topo não corta bem no centro (sem aresta central), e um mergulho vertical brusco gera uma força axial elevada que arrisca partir a ferramenta. Por isso existem estratégias de entrada:

• Entrada em rampa: a ferramenta desce em ângulo suave enquanto avança lateralmente, em vez de descer a direito; reduz muito a força axial na entrada, à custa de percorrer uma distância maior até atingir a profundidade de corte.
• Entrada helicoidal: a ferramenta desce em espiral contínua, como um parafuso, até chegar à profundidade de corte, sem nunca sair do mesmo ponto em planta; é a estratégia preferida para abrir uma cavidade fechada sem um furo de entrada pré-feito, porque distribui a força de entrada ao longo de toda a volta.

Numa cavidade ou canal estreito, o desbaste convencional (ap elevado, ae igual à largura da fresa) mantém a ferramenta em contacto quase total com o material ao longo de toda a trajetória, o que gera calor e desgaste concentrados. A maquinação trocoidal resolve isto: a fresa segue uma sucessão de laços curvos sobrepostos, em vez de uma trajetória reta, mantendo o ângulo de contacto e a espessura da apara aproximadamente constantes ao longo de todo o percurso. Isto permite trabalhar com ap muito elevado e ae reduzido, a velocidades de avanço mais altas, com menor desgaste da aresta e melhor evacuação de calor, e é especialmente usada em canais estreitos ou em materiais difíceis de maquinar.

11. Ensaio de maquinação e ajuste de parâmetros

Procedimento do ensaio de maquinação

1. Calcular os parâmetros teóricos a partir do material, da ferramenta e do suporte escolhidos.
2. Executar um corte de teste, curto, numa zona não crítica da peça ou num provete do mesmo material.
3. Observar a apara, o som e a vibração durante o corte.
4. Medir a peça de teste, cota e rugosidade.
5. Comparar com a especificação e validar os parâmetros ou proceder a ajustes.

O ensaio existe porque os valores de catálogo e as fórmulas dão o ponto de partida, não a garantia: a rigidez real da máquina, a fixação da peça e o estado da ferramenta só se confirmam a cortar.

Técnicas para ajuste de tolerâncias na maquinação

Se o ensaio mostrar desvio, ajusta-se de forma controlada, um parâmetro de cada vez:

• Vibração excessiva: reduzir ap, ae ou Vf.
• Acabamento pior do que o pedido: reduzir fz, verificar o desgaste da aresta.
• Cota fora de tolerância: aplicar compensação de desgaste da ferramenta no controlo numérico da máquina, sem recalcular tudo de novo.

12. Desgaste, rotura e vida útil da ferramenta

Fatores que influenciam o desgaste e a rotura

O desgaste normal é gradual e previsível; a rotura é súbita e geralmente sinal de um parâmetro mal calculado ou de uma ferramenta já no fim de vida ignorada.

Reconhecer o desgaste

• Desgaste de flanco: marca uniforme na aresta, sinal de fim de vida normal.
• Lascamento (chipping): pequenas quebras na aresta, sinal de parâmetro ou material errado.
• Deformação plástica: aresta "amolecida" por excesso de calor, Vc demasiado alta.

Vida útil da ferramenta: conceito e cálculo

Vida útil (T) é o tempo de corte efetivo até a ferramenta atingir um critério de fim de vida definido, tipicamente um desgaste máximo admissível na aresta. A relação clássica entre velocidade de corte e vida útil é a equação de Taylor:

Vc × Tⁿ = C

• T: vida útil, em minutos de corte efetivo.
• C e n: constantes do par ferramenta/material, tabeladas pelo fabricante.
• Isolando T: T = (C / Vc)^(1/n).

Valores típicos do expoente n: HSS ≈ 0,10 a 0,15; carboneto ≈ 0,20 a 0,30. Quanto maior o n, menos sensível a vida útil é a variações da velocidade de corte.

Exemplo resolvido: cálculo da vida útil

Ferramenta de carboneto com C = 300 e n = 0,25, a cortar a Vc = 100 m/min:

T = (C / Vc)^(1/n) = (300 / 100)^(1/0,25) = 3^4 = 81 minutos de corte efetivo até ao critério de fim de vida.

Se a Vc subir para 150 m/min: T = (300/150)^4 = 2^4 = 16 minutos. Um aumento de 50% na velocidade de corte reduz a vida útil para menos de um quinto.

13. Fluídos de corte, manutenção e ficha de ferramenta

Fluídos lubrificantes e de corte

A função do fluído é arrefecer a aresta de corte, lubrificar o contacto entre ferramenta e peça, e evacuar a apara da zona de corte. A escolha depende do material da peça (metálico ou não metálico), da ferramenta e da operação.

Manutenção e conservação dos suportes e ferramentas

• Limpar suportes e ferramentas após cada uso, antes de guardar.
• Inspecionar as arestas visualmente antes de reutilizar.
• Guardar em local seco e identificado, sem contacto entre arestas de corte.
• Verificar periodicamente o estado das pinças e o run-out dos suportes.

A ficha de ferramenta: importância e estrutura

A ficha de ferramenta regista tudo o que é preciso para repetir a operação sem recalcular do zero:

É o registo que transforma um ensaio de maquinação bem sucedido num processo repetível, transferível para outro técnico ou para a próxima série da mesma peça.

14. Riscos, EPI e segurança no trabalho

Riscos e prevenção de acidentes

Os principais riscos na maquinação em fresadora CNC são o contacto com a ferramenta em rotação, o contacto com a apara quente ou cortante, o ruído e a projeção de fluído de corte. A prevenção começa por conhecer o risco antes de o correr.

Equipamentos de proteção individual (EPI)

• Óculos de proteção: sempre, contra projeção de apara e fluído.
• Calçado de biqueira de aço: proteção contra queda de peças ou ferramentas.
• Vestuário justo ao corpo e cabelo preso: evita que sejam agarrados por partes em rotação.
• Proibido usar luvas junto ao veio em rotação: o tecido pode ser agarrado e puxar a mão.

Normas de segurança e saúde no trabalho

Enquadramento legal: Lei 102/2009 (regime jurídico da promoção da segurança e saúde no trabalho) e DL 50/2005 (prescrições mínimas de segurança e saúde na utilização de equipamentos de trabalho).

• A peça está sempre fixada mecanicamente, nunca segura à mão.
• Remover apara com escova ou gancho, nunca à mão nem com ar comprimido.
• Trocar ferramenta só com a máquina parada e isolada.
• Reportar sempre um incidente, mesmo sem ferimentos (quase-acidente).

Erros comuns

• Calcular parâmetros de corte sem antes analisar o material e o seu tratamento térmico.
• Assumir que uma cota sem tolerância expressa é exata, ignorando a tolerância geral do desenho.
• Escolher a ferramenta pelo preço em vez de pelo grupo ISO 513 e pela dureza real do material.
• Montar a ferramenta no suporte sem verificar o run-out, e depois culpar os parâmetros pelo mau acabamento.
• Ignorar a secção da apara e a força de corte ao definir ap e ae, forçando a máquina além do razoável.
• Saltar o ensaio de maquinação e ir logo cortar a peça definitiva.
• Ajustar vários parâmetros ao mesmo tempo depois de um ensaio, sem saber qual funcionou.
• Continuar a cortar com uma ferramenta já visivelmente gasta, até chegar à rotura.
• Usar sempre o mesmo fluído de corte independentemente do material a maquinar.
• Remover apara à mão ou com ar comprimido, ou usar luvas perto do veio em rotação.

Glossário

• ap (profundidade de corte) · penetração axial da ferramenta na peça, em mm.
• ae (largura de corte) · contacto radial da ferramenta com o material, em mm.
• Vc (velocidade de corte) · velocidade linear na periferia da ferramenta, em m/min.
• n (velocidade de rotação) · rotações do veio por minuto, calculada a partir de Vc e do diâmetro.
• fz (avanço por dente) · deslocamento da mesa por cada dente da ferramenta, em mm/dente.
• Vf (avanço da mesa) · velocidade de avanço da mesa, em mm/min.
• kc (força específica de corte) · valor tabelado por material, em N/mm², usado para calcular a força de corte.
• Fc (força de corte) · força exercida na aresta durante o corte, em N.
• Pc (potência de corte) · potência exigida ao veio da máquina, em kW.
• MRR (taxa de remoção de material) · volume de material removido por minuto, em cm³/min.
• ISO 513 · norma que classifica os materiais a maquinar em grupos P, M, K, N, S, H.
• Número de chave · identificador normalizado (EN 10027) da composição de um aço.
• Run-out · descentramento da ferramenta montada no suporte, medido com relógio comparador.
• Vida útil (T) · tempo de corte efetivo até a ferramenta atingir o critério de fim de vida.
• Equação de Taylor · relação Vc × Tⁿ = C entre velocidade de corte e vida útil da ferramenta.
• Ra / Rz · parâmetros de rugosidade média e de amplitude do acabamento superficial.
• EPI · equipamento de proteção individual.

Síntese

Aplicar a tecnologia do corte segue sempre o mesmo ciclo de quatro etapas: analisar a peça e as propriedades do material (desenho, tolerâncias, classificação ISO 513, tratamento térmico) → preparar as ferramentas e os suportes adequados ao cenário, com montagem rigorosa e verificação do run-out → determinar os parâmetros tecnológicos, fundamentais (ap, ae, Vc, n, fz, Vf) e específicos (secção da apara, Fc, Pc, MRR), por esta ordem → testar e validar num ensaio de maquinação, ajustando um parâmetro de cada vez em função do comportamento observado da ferramenta e registando tudo na ficha de ferramenta. Por baixo de todas as etapas correm dois fios condutores: a matemática dos parâmetros de corte, que torna a operação previsível, e a segurança e manutenção, que garantem que o processo se repete, peça após peça, sem acidentes nem desgaste prematuro.

Exercícios resolvidos

1. Calcula a velocidade de rotação e o avanço da mesa para uma fresa de topo Ø16 mm, 4 dentes, Vc = 100 m/min e fz = 0,10 mm/dente.

Resolução: n = 100 × 1000 / (π × 16) = 100000 / 50,27 = 1989,4 rpm. Vf = 0,10 × 4 × 1989,4368... = 795,77 mm/min (calculado a partir do valor exato de n, arredondado só no fim).

2. Uma peça em aço 1.2311 pré-temperado vai ser maquinada com uma fresa de HSS comum, "porque está na gaveta". O técnico concorda? Justifica com base no tratamento térmico do material.

Resolução: Não deve concordar. O aço 1.2311 pré-temperado (≈ 30 HRC) mantém-se no grupo P da ISO 513, mas a dureza já é bem superior à do estado recozido, e uma fresa de HSS comum não aguenta o calor e a força gerados; a ferramenta gasta-se muito depressa ou parte. O material exige uma ferramenta de carboneto, com parâmetros conservadores.

3. Fresa de topo Ø10 mm, 3 dentes, ap = 3 mm, fz = 0,06 mm/dente, kc = 2000 N/mm². Calcula a secção da apara e a força de corte.

Resolução: A = ap × fz = 3 × 0,06 = 0,18 mm². Fc = kc × A = 2000 × 0,18 = 360 N.

4. Um ensaio de maquinação mostra vibração excessiva e um acabamento pior do que o pedido. Que ajustes fazes, e em que ordem?

Resolução: Ajusta-se um parâmetro de cada vez, medindo entre cada mudança. Primeiro reduz-se ap ou ae para controlar a vibração; mede-se de novo. Se o acabamento continuar pior do que o pedido, reduz-se fz e verifica-se o desgaste da aresta. Nunca se mudam os dois ao mesmo tempo, para se saber qual ajuste resolveu o quê.

5. Uma ferramenta de carboneto tem C = 250 e n = 0,2 na equação de Taylor. Calcula a vida útil a Vc = 80 m/min.

Resolução: T = (C / Vc)^(1/n) = (250 / 80)^(1/0,2) = 3,125^5 ≈ 298,02 minutos de corte efetivo até ao critério de fim de vida.

6. Um colega quer usar fresagem discordante numa fresadora CNC moderna, sem folgas mecânicas, "porque é a que sempre usou". É a melhor escolha? Justifica.

Resolução: Não é a melhor escolha nesta máquina. Numa fresadora CNC sem folgas no fuso, a fresagem concordante é geralmente preferível: dá melhor acabamento superficial e menor desgaste da aresta, sem o risco de arrastamento que existe numa fresadora convencional com folga. A escolha depende sempre da rigidez real da máquina, não do hábito.