1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
CENTRO TECNOLÓGICO
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: CONFORMAÇÃO PLÁSTICA DOS METAIS
INTRODUÇÃO À CONFORMAÇÃO
PLÁSTICA DOS METAIS
2. CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DECLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE
CONFORMAÇÃOCONFORMAÇÃO
Conformação dos metais é a modificação de um corpo metálico
para outra forma definida.
Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos:
Processos Metalúrgicos e Processos Mecânicos.
Processos metalúrgicos
aplicações de temperatura
(T)
Conformação por
sinterização
(T<Tfusão)
Conformação por
solidificação
(T>Tfusão)
•Fundição
•Lingotamento
•Soldagem
•Metalurgia do Pó
3. Processos mecânicos
aplicações de
tensões(σ)
Conformação por
usinagem de corte
(σ>σruptura)
Conformação por
deformação plástica
(σ<σruptura)
•Extrusão
•Forjamento
•Laminação
•Trefilação
•Estampagem
•Torneamento
•Fresamento
•Aplainamento
•Retificação
Corte
Dobramento
Embutimento
Estiramento
4. Processos Mecânicos
Conformação por Usinagem de Corte
Torneamento
Torneamento
Cônico
Rosqueamento Faceamento Faceamento de
Ressaltos
Torneamento
de Perfis
Perfilamento Sangramento Recartilhamento Torneamento
cilíndrico
Figura 1 – Esquema da operação de torneamento.
5. Fresamento
(a) (b)
Figura 2 – (a) Esquema da operação de fresamento horizontal;
(b) Esquema da operação de fresamento vertical.
14. Estiramento
Figura 15 – (a) Esquema do processo de estiramento; (b) Processo real
de estiramento.
(a)
(b)
15. CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOSCARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS
DE CONFORMAÇÃODE CONFORMAÇÃO
O processo de conformação possui quatro características
principais:
• Geometria: Os processo de manufatura podem produzir famílias de
geometrias, tendo algumas delas extraordinários custos e esforços.
• Tolerância Dimensional: Tolerâncias dimensionais servem a um duplo
propósito – funcionamento adequado dos componentes fabricados e
capacidade de substituir um componente defeituoso.
• Razão de Produção: É a característica relacionada com a
produtividade dos processos de fabricação.
• Fatores Ambientais e Humanos: O processo de fabricação deve ser
examinado visando seus efeitos ambientais, interface com os recursos
humanos e o uso de energia e recursos materiais.
16. Figura 16 – Esquema simplificado da classificação dos processos de
conformação.
17. Tabela 1 - Classificação dos processo de conformação maciça.
18. Tabela 2 - Classificação dos processos de conformação para chapas.
19.
20.
21. VARIÁVEIS DOS PROCESSOS DEVARIÁVEIS DOS PROCESSOS DE
CONFORMAÇÃO PLÁSTICACONFORMAÇÃO PLÁSTICA
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
A conformação plástica de metais consiste em transformar um
componente inicialmente simples, num outro complexo, produzindo pouca
ou nenhuma sobra. Além de apresentar melhores propriedades
mecânicas e metalúrgicas.
Para uma dada operação de conformação o projeto
essencialmente consiste em:
• Estabelecer as relações cinemáticas;
•Estabelecer o limite e conformabilidade;
•Prever as forças e tensões necessárias para efetuar a operação de
conformação.
22. CONFORMAÇÃO PLÁSTICA DE METAIS COMO UM SISTEMA
Um sistema de conformação plástica metálica consiste de todas
as variáveis de entrada, tais como:
MATERIAL DO TARUGO
• Tensão de escoamento como função da deformação, taxa de
deformação, temperatura e microestrutura (equações constitutivas).
• Conformabilidade como função da deformação, da taxa de
deformação, temperatura e microestruturas (curvas limites de
conformação).
• Condições superficiais.
• Propriedades termo-físicas.
• Condições iniciais (composição química, temperatura, estados
anteriores da microestrutura).
• Efeitos de mudanças em microestrutura e composição química na
tensão de escoamento e conformabilidade.
23. FERRAMENTAL
• Geometria das ferramentas;
• Condições superficiais;
• Material/dureza/tratamento térmico;
• Temperatura;
• Rigidez e precisão.
ZONA DE DEFORMAÇÃO
• Mecanismo de deformação, modelo usado para análise;
• Fluxo de metal, velocidade, taxa de deformação, deformação
(cinemática);
• Tensões (variação durante a deformação);
• Temperaturas (geração e transferência de calor).
24. EQUIPAMENTO USADO
• Velocidade/razão de produção;
• Força/capacidade de conversão de energia;
• Rigidez e pressão.
PRODUTO
• Geometria;
• Precisão dimensional/tolerâncias;
• Acabamento superficial;
• Microestrutura, propriedades mecânicas e metalúrgicas.
AMBIENTE
• Capacidade de mão-de-obra;
• Poluição do ar e sonora e resíduos líquidos;
• Controle da produção e equipamentos disponíveis na fábrica.
25. CONDIÇÕES DA INTERFACE FERRAMENTA-PEÇA
• Tipo de lubrificante e temperatura de trabalho;
• Isolação e características de resfriamento na camada de interface;
• Lubrificação e tensão de cisalhamento ao atrito;
• Temperaturas (geração e transferência de calor).
Figura 17 – Esquema de um sistema geral de conformação plástica.
26. Figura 18 – Inter-relacionamento entre diversos fatores que influenciam no
processo de forjamento.
27. Figura 19 – Relação entre variáveis de processo e caracterização de
prensas no forjamento a quente.