TST

2. Classificação dos processos de fabricação

3. Processos de
Conformação
Processos Industriais

4. Conformação Mecânica
2
Define-se conformação mecânica como uma
operação onde se aplicam forças mecânicas em
metais que respondem com uma mudança
permanente de dimensões. Basicamente, o
processo causa deformação plástica de um corpo
metálico sem alterar sua massa e integridade.
Conformação é o processo mecânico onde se
obtém peças através da compressão de metais
sólidos utilizando moldes, utilizando a
deformação plástica da matéria-prima para o
preenchimento das cavidades dos moldes.

5. O processo pode ou não ser
executado com o
aquecimento da matéria-
prima, para facilitar o
processo ou para modificar
as características mecânicas
da peça final.
Para obter sucesso nesse
processo é necessário estudar
tanto o equipamento quantoa
deformação do metal

6. Temperatura: Metais e suas ligas são
comumente conformados em temperaturas que
variam desde ambiente até o seu ponto de
fusão, ambas as temperaturas são tidas em grau
Kelvin (K).
Quanto mais alta é a temperatura menor é a
resistência do material, por isso é essencial
calcular esta temperatura.
Apenas como exemplo:
Th = T/ Tf
T= Temperatura da peça
Tf= Temperatura de início da fusão do metal
Th= Temperatura homóloga
Fatores metalúrgicos na conformação
mecânica do metais

7. Fatores metalúrgicos na conformação
mecânica do metais
Velocidade:
Quando se deforma um material, a maior
parte da energia cedida a este material é
transformada em calor, e quanto maior a
velocidade de deformação menor é a
dissipação desse calor. Este é um problema a
ser considerado, principalmente na
deformação a quente, onde o aumento da
temperatura pode chegar ao ponto de fusão.

8. Influênciadas variáveis metalúrgicas
As propriedades dos metais estão
estreitamente ligadas à sua composição e
microestrutura.
Do ponto de vista de estrutura
mecânica, ligas são mais difíceis de
deformar à quente # dos metais puros, pois
a temperatura máxima com a qual podem
sertrabalhadas é maisbaixa.
Fatores metalúrgicos na conformação
mecanica do metais

9. Processos de conformação

10. FORJAMENTO
O Forjamento é um processo
térmico-mecânico que consiste em
aquecer o metal a uma temperatura
acima da temperatura de recristalização
e submetê-lo a um trabalho mecânico
produzido pela
aplicação de
cargas estáticas e
dinâmicas.

11. CLASSIFICAÇÃO

12. Forjamento a quente:
•Permite grandes
deformações;
•Menor esforço mecânico;
•Boa precisão dimensional;
• Aço, Cobre.

13. Forjamento a frio:
•Deformações limitadas
•Necessita maiores
esforços mecânicos
• Ótima precisão
•Alumínio,
Latão, Zinco.

14. Os processos de forjamento
também podem ser classificados
quanto ao método de aplicação
de força

15. Forjamento por impacto oupor
martelamento
É o método mais utilizado para o
forjamento. Feito através da aplicação de
uma pressão instantânea em uma área
relativamente pequena. O acionamentodo
martelo de forja pode ser mecânico ou
realizado hidraulicamente ou por ar
comprimido.

16. Forjamento por pressão
Nesse tipo de processo,
uma pressão contínua e
devagar é aplicada na
área a ser forjada.
Esta operação
pode ser realizada a
Quente ou a frio. O
forjamento
por pressão admite
grandes tolerâncias
dimensionais.

17. Enquanto o martelamento
produz deformação
principalmente nas camadas
superficiais, a
prensagem atinge as camadas
mais profundas e adeformação
resultante é mais regular do que
a que é
produzida pela ação dinâmicado
martelamento.

18. PROCESSOS
DE
FORJAMENTO
a) Forjamento livre ou por
matriz aberta
b)Forjamento em matriz
fechada

19. a) Forjamento Livre
Normalmente é uma
operação preliminar em
que, a partir de blocos,
tarugos, etc, procura-se
esboçar formas que, em
deformações posteriores
por forjamento em matriz
ou outro processo, são
transformadas em objetos
de formas mais
complexas.

20. O forjamento livre, pelo emprego de
ferramentas simples, manuseadas por
um operador experiente, permite uma
série de operações de natureza
elementar.

21. Forjamento em
matri fechada
Nesse processo, o
forjamento é
realizado em
matrizes fechadas
que conformam a
peça de acordo
com uma forma
definida e precisa.

22. A prensagem em matrizes
fechadas é empregada na
conformação de peças de
metais e ligas não-ferrosas,
porque esses materiais
apresentam maior grau de
plasticidade.

23. A deformação ocorre sob alta pressão
em uma cavidade fechada ou semi-
fechada, permitindo assim obter-se
peças com tolerâncias dimensionais
menores do que no forjamento livre.
Nos casos em que a deformação ocorre
dentro de uma cavidade totalmente
fechada, sem zona de escape, é
fundamental a precisão na quantidade
fornecida de material: uma quantidade
insuficiente implica falta de enchimento
da cavidade e falha no volume da peça.

24. Um excesso de material causa
sobrecarga no ferramental, com
probabilidade de danos ao mesmo
e ao maquinário.
O material excedente forma uma
faixa estreita (rebarba) em torno da
peça forjada. A rebarba exige uma
operação posterior de corte
(rebarbação) para remoção.

26. Na figura anterior, podemos observar que a partir
da fase (c) o material começa a penetrar na
cavidade periférica formando a rebarba. Com isso,
facilita-se o contato completo das duas metades da
matriz e todas as peças são obtidas com altura
constante. Esse excesso de material é chamado de
rebarba e é cortada mediante a ação direta de
punção na peça apoiada na matriz de corte.

27. Lubrificação
É importante a lubrificação do
sistema, para evitar defeitos
característicos do processo de
forjamento.
objetivo:
Reduzir atrito.
Evitar soldagem localizada.
Reduzir a troca de calor.
Eliminar impurezas.

28. Laminação

29. Operações de
conformação
Laminação: Consiste na passagem de uma
peça entre dois cilindros que giram, de forma
a reduzir a área de uma seção transversal,
“afinar” uma peça.
a) Laminador Duo b) Laminador Duo reversível c) Laminador Trio d) Laminador Quádruo e) Laminador Sendzimir f) Laminador universal

30. É o processo de Conformação
mecânica que permite reduzir
drasticamente a espessura de
um material, com um aumento
considerável no comprimento,
sem maiores
alterações na
largura.

31. Laminar: é a operação de
conformação que força o
material deencontro a dois
cilindros distanciados
entre si, girando em sentido
opostos.

32. Laminador: é o
equipamento responsável
pela realização da
laminação.

33. ELEMENTOS DE UM LAMINADOR
Cadeira ou gaiola: é uma armação
metálica que serve de sustentação aos
cilindros e acessórios necessários.

34. Cilindros: são peças maciças de
material apropriado, responsáveis
pela deformação do material.
Podem apresentar superfície plana ou com
reentrâncias.
Os primeiros destinam-se
à fabricação de
materiais planos
como, por exemplo,
chapas; enquanto que o
segundo, aos perfilados
(redondo, quadrado,
sextavado).

35. Os cilindros laminadores apresentam
uma parte central chamada de corpo
ou mesa, a qual executa o esforço
direto de deformação. Em cada
extremidade do cilindro, ficam
localizados os pescoços, que se
apoiam nos mancais das gaiolas. Após
o pescoço, situa-se o trevo, que é a
parte que recebe oacoplamento
para rotação

36. Ao passar entre os cilindros, o metal
sofre deformação plástica, a
espessura é reduzida e o
comprimento e a largura são
aumentados. Pelo processo de
laminação podemos obter: vigas,
trilhos, chapas para estampagem,
tarugos para forjamentos, etc.

37. Laminação a quente é um
processo e laminação de metais
e ligas, que acontece acima da
temperatura de recristalização do
material (50% do ponto de fusão)

38. Laminação a Frio
• É normalmente utilizada para
acabamento de produtos laminados.
• Nesta fase final, as chapas finas
laminadas previamente a quente, sofrem
alguns passos a frio para melhorar
acabamento e ajustar suas dimensões.
• Como produto final, teremos chapas
finas, fitas ou folhas com excelente
acabamento superficial e com bom
controle dimensional

40. TREFILAÇÃO E EXTRUSÃO

41. Trefilação
• Processo em que a matéria-prima é
estirada (esticada). É um processo
industrial que acarreta na redução da
secção transversal (largura) e
respectivo aumento no comprimento
do material. Consiste na Tração da
peça através de uma matriz chamada
fieira ou trefila, com forma de canal
convergente, como na fabricação de
arame e barras finas de metal.

42. DISPOSITIVO BÁSICO: A FIEIRA
A fieira é o dispositivo básico da trefilação, e
compõe todos os equipamentos trefiladores. Sua
geometria é dividida em quatro zonas:
• de entrada
• de redução (ά = ângulo de trefilação)
• de calibração (zona cilíndrica)
• de saída
Trefilação

43. MATERIAL DA FIEIRA:
O material é escolhido conforme as exigências do
processo (dimensões, esforços) e o material a ser
trefilado. Os materiais mais utilizados são:
o Aços de alto Carbono revestidos de Cromo (cromagem
dura)
o Aços especiais
o Ferro fundido branco
o Cerâmicos (pós de óxidos metálicos sinterizados)
o Diamante (p/ fios finos ou de ligas duras)
Trefilação

44. O material pode ser estirado e reduzido em secção
transversal mais do que com qualquer outro
processo;
A precisão dimensional obtida é maior do que em
qualquer outro processo exceto a laminação a frio,
que não é aplicável às bitolas comuns de arames;
A superfície produzida é uniformemente limpa e
polida;
O processo influi nas propriedades mecânicas do
material, permitindo, em combinação com um
tratamento térmico adequado, a obtenção de uma
gama variada de propriedades com a mesma
composição química.
Trefilação

45. MÉTODOS DE TREFILAÇÃO DE
TUBOS

46. EQUIPAMENTOS
• Classificam-se em dois grupos:
• BANCADAS DE TREFILAÇÃO – Utilizadas para produção de
componentes não bobináveis, como barras e tubos.
TREFILADORAS DE TAMBOR – Utilizadas para componentes
bobináveis, ou seja, fios e produção de arames.
.
BANCADA DE
TREFILAÇÃO
Na figura ao lado pode-se
observar o aspecto
esquemático de uma
bancada de trefilação, com
os respectivos
componentes.
Trefilação

47. TREFILAÇÃO
TREFILADORAS DE TAMBOR
Classificam-se em três grupos:
•Simples (um só tambor) – Para arames grossos
•Duplas – Para arames médios
•Múltiplas (contínuas) – Para arames médios e finos

48. TREFILAÇÃO
Os elementos das máquinas de trefilação dependem das
características de cada máquina. Existem entretanto componentes
básicos que usualmente sempre estão presentes nas trefiladoras:
o Carretel alimentador
o Porta-fieira
o Garra ou mordaça para puxar a primeira porção do arame
Tambor para enrolar o arame trefilado

49. TREFILAÇÃO
MÁQUINA DETREFILAÇÃO
CONTÍNUA DE FIOSLEVES

50. TREFILAÇÃO
MÁQUINA DE TREFILAÇÃO
CONTINUA DE FIOS

51. TREFILAÇÃO
O PROCESSOPRODUTIVO
• Matéria-prima: Fio-máquina (vergalhão laminado a quente)
de trefilação.
• Secagem (em estufa) - Também remove H2 dissolvido na
superfície do material.
• Trefilação -Primeiros passes a seco. Eventualmente:
recobrimento com Cobre ou Estanho.

52. • Descarepação:
- Mecânica(descascamento), dobramento e
escovamento.
- Química (decapagem)
• Lavagem: em águacorrente.
• Recobrimento: comumente por imersão em leite de cal a
100°C a fim de neutralizar resíduos de ácido, proteger a
superfície do arame, e servir de suporte para o lubrificante de
trefilação.

53. TREFILAÇÃO
DEFEITOSEM TREFILADOS
Podem resultar:
Em defeitos devido a matéria-prima
(fissuras,lascas, vazios, inclusões);
Do processo de deformação.
Exemplo de defeito:Trincas internas em ponta de
flecha ("chevrons") -veja figuraabaixo

54. TREFILAÇÃO
TRATAMENTO TÉRMICO
DEFIOSTREFILADOS
• RECOZIMENTO:
Indicação: principalmente para arames de baixo
carbono
Tipo: subcrítico, entre 550 a 650°C
• PATENTEAMENTO:
Indicação:aços de médio a alto carbono (C> 0,25
%)
Tipo: aquecimento acima da temperatura crítica
(região g) seguido de resfriamento controlado, ao
ar ou em banho de chumbo mantido entre 450 e
550°C. A seguir, encruamento em trefila.
Objetivo: obter uma boa combinação de
resistência e ductilidade.

55. TREFILAÇÃOPRODUTOSTREFILADOS:
FIOSDEAÇO

56. TREFILAÇÃO
PRODUTOSTREFILADOS: CONDUTORESELÉTRICOS

57. TUBOS
PRODUTOSTREFILADOS:
MICROTUBOS

58. EXTRUSÃO
HISTÓRICO
• Antecede oséculo XIX
• Inicio em Tubos deChumbo
• Auge na Segunda Guerra Mundial
• Tecnologia dasPrensas

59. EXTRUSÃO

60. A extrusãoé um processo mecânico de
produção de componentesde forma
semi automática e contínua onde o
material é forçado através
da matriz aquirindo
assim a forma
determinada
pela forma
projetada
para a peça.

61. EXTRUSÃO
MATERIAIS:
Quase todos os materiais. Também
materiais frágeis, como alumínio, cobre,
Aço( extrusado a quente), plásticos
diversos, mediante uso de punção com
contra- pressão.

62. EXTRUSÃO
O MERCADO DOS EXTRUDADOS

63. EXTRUSÃO
TIPOS DE
EXTRUSÃO
• Extrusão Direta
• Extrusão Indireta

64. EXTRUSÃO
MÉTODO DIRETO
•Matriz e recipiente fixos
O material e pressionado no sentido da força aplicada
contra a matriz.
•Melhor acabamento superficial
•Maiores valores de Atrito
Força

65. EXTRUSÃO
EXTRUSÃO DIRETA DE BARRA ÔCA

66. EXTRUSÃO
MÉTODO INDIRETO
•Recipiente fixo e matriz móvel.
•Fluxo de metal contrário ao da Força , Embolo Oco e
Móvel
• Força menor que ado método direto.
•Acabamento superficie não tão bom.

67. EXTRUSÃO
Os processos de extrusão podem ainda ser divididos
pela temperatura da peça:
Extrusão
a frio
Extrusão
semi-aquecida
Extrusão
a quente
•Elevada economia •Propriedades semelhantes
às dos extrudados a frio.
•Menor tensão de
escoamento
•Importância cada vez maior
•Melhora da trabalhabilidade
•Combinação com outros
processos
•Alta qualidade dimensional
e superficial.
•Fabricação de peças
complexas
•Melhores propriedades
mecânicas

68. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
•Tarugo
•Forno ou Aquecedores
•Matriz
• Prensa Hidráulica
•Punção ou haste do Embolo
•Disco de Apoio
•Recipiente
• Disco de Pressão
•Equipamento para Estiramento do Produto Extrudado
EXTRUSÃO

69. EXTRUSÃO
MATRIZ
• Influencia diretamente
na qualidade do
produto
• Perfis maciços ou
tubulares
• Polimento:
Rugosidade muito
baixa
• Alta resistênciaà
abrasão
• Alta Dureza
• Revestimentos
Superficiais

70. EXTRUSÃO
TARUGOS

71. EXTRUSÃO
PRENSA HIDRÁULICA HORIZONTAL

72. EXTRUSÃO
PRODUTOS EXTRUDADOS

73. EXTRUSÃO
PRODUTOS EXTRUDADOS

74. EXTRUSÃO
DEFEITOSEMPRODUTOSEXTRUDADOS

75. EXTRUSÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS

76. EXTRUSÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS

77. EXTRUSÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS

78. ESTAMPAGEM
• As operações sãoexecutadas
geralmente com auxílio
de ferramentas,instaladas
em prensas.
• Sendo que estas ferramentas,
excutam corte e deformação dos
materiais.

79. • Estampagem corresponde a um
conjunto de operações que
provoca transformações sem
arranque de cavaco.
• A operação é realizada por meio de
ferramentas (estampos) acionados
por prensas mecânicas, hidráulicas
ou pneumáticas.
• A estampagem é normalmente
realizada a frio
ESTAMPAGEM

80. Operações de estampagem
Operações de estampagem
• Corte:
Consiste em separar-se de uma chapa, mediante golpe de
prensa, uma porção de material com contorno
determinado, utilizando-se ferramental apropriado
denominado estampo de corte.

81. • Dobra:
Como seu nome indica, consiste em
obter uma peça formada por uma ou
mais dobras de uma chapa plana. Para
isto, é utilizada uma ferramenta
denominada estampo de dobra.

82. • Embutimento ou repuxo:
Esta operação tem como finalidade obter
peças em forma de recipientes, como
canecas, caixas e tubos; obtidas pela
deformação da chapa, a golpes de prensa e
empregando ferramental especial
denominado estampo de repuxo.

84. Estampagem Profunda ou Embutimento
A distinção entre estampagem rasa e profunda
é arbitrária. A estampagem rasa geralmente se
refere à conformação de um copo com
profundidade menor do que a metade do seu
diâmetro com pequena redução de parede.
Na estampagem profunda o copo é mais
profundo do que a metade do seu diâmetro.

85. Estampos de corte

86. Características do
Processo de Estampagem
• Elevada capacidade de produção.
• Baixo custo em escalas médias e
altas.
• Intercambiabilidade facilitada.
• Ausência de cavaco.
• Precisão e leveza nas peças obtidas.

87. Para melhorar o rendimento do processo, é
importante que se tenha boa lubrificação. Com isto
reduzem-se os esforços de conformação e o desgaste
do ferramental.
Os óleos indicados normalmente são para extrema
pressão, devendo garantir boa proteção contra a
corrosão da chapa, ser de fácil desengraxe e não
levar à oxidação do material (devido às reações de
subprodutos dos gases formados no aquecimento
do metal).
Geralmente, são óleos minerais com uma série de
aditivos.

88. Operações de Deformação
Cunhagem: Obtenção de figuras em alto ou baixo
relevo, por meio do amassamento do material