Apresentação de Processos de Fabricação mecânicas

Processos de
Fabricação
Professor Fernando Chaves

Processos de
Fabricação
Fundição

Fundição
 Matérias primas básicas da indústria siderúrgica:
 Minério de ferro
 Carvão
 Calcário

Prova CESGRANRIO - 2012 - Petrobras - Técnico de Projetos, Construção e
Montagem I - Mecânica

Fundição
 Produção de Ferro Gusa

Fundição
 Tipos de Fornos
É interessante conhecer alguns tipos de fornos - o conversor de ferro gusa
em aço, usado no processo de fundição de ferro fundido-. Os fornos que
usam esse princípio, ou seja, a injeção de ar ou oxigênio diretamente no
gusa líquido, são chamados “conversores” e são de vários tipos. Os mais
conhecidos são:
 Conversor Bessemer
 Conversor Thomas
 Conversor LD (Linz Donawitz)

Fundição
 Conversor Bessemer
 É constituído por uma carcaça de chapas
de aço, soldadas e rebitadas. Essa carcaça
é revestida, internamente, com uma
grossa camada de material refratário, isto
é, aquele que resiste a altas temperaturas.
Seu fundo é substituível e é cheio de
orifícios por onde entra o ar sob pressão.
 É montado sobre eixos que permitem
colocá-lo na posição horizontal, para a
carga do gusa e descarga do aço, e na
posição vertical para a produção do aço.

Fundição
 Conversor Bessemer
 Este forno não precisa de combustível. A
alta temperatura é alcançada e mantida,
devido às reações químicas que
acontecem quando o oxigênio do ar
injetado entra em contato com o carbono
do gusa líquido.
 Nesse processo, há a combinação do
oxigênio com o ferro, formando o óxido
de ferro (FeO) que, por sua vez, se
combina com o silício (Si), o manganês
(Mn) e o carbono (C), eliminando as
impurezas sob a forma de escória e gás
carbônico.

Fundição
 Conversor Thomas
 Bastante semelhante ao Bessemer: ele também
é basculante, também processa gusa líquido e
também usa ar nesse processo. A diferença está
no revestimento refratário desse conversor, que
é feito com um material chamado dolomita,
que resiste ao ataque da escória à base de cal e,
por isso, esse material permite trabalhar com
um gusa com alto teor de fósforo.
 As reações químicas que acontecem dentro
desse conversor são as mesmas que acontecem
no conversor Bessemer, ou seja, oxidação das
impurezas, combustão do carbono e oxidação
do ferro.

Fundição
 Conversor Thomas
 Esse processo, porém, tem duas
desvantagens: não elimina o enxofre do
gusa e o revestimento interno do forno é
atacado pelo silício. Assim, o gusa deve
ter baixo teor de silício.

Fundição
 Conversor LD
 O conversor LD usa também o princípio da injeção
do oxigênio.
 A diferença é que o oxigênio puro é soprado sob
pressão na superfície do gusa líquido. Essa injeção é
feita pela parte de cima do conversor.
 A injeção do oxigênio é feita por meio de uma lança
metálica composta de vários tubos de aço. O jato de
oxigênio é dirigido para a superfície do gusa líquido
e essa região de contato é chamada de zona de
impacto. Na zona de impacto, a reação de oxidação é
muito intensa e a temperatura chega a atingir entre
2.500 e 3.000 ºC. Isso provoca uma grande agitação
do banho, o que acelera as reações de oxidação no
gusa líquido.

Fundição
 Conversor LD
 Nesse conversor, a contaminação do aço por
nitrogênio é muito pequena porque se usa
oxigênio puro. Isso é um fator importante para os
aços que passarão por processo de soldagem, por
exemplo, pois esse tipo de contaminação causa
defeitos na solda.

Prova COSEAC - 2019 - UFF - Técnico em Eletromecânica

Prova CESGRANRIO - 2014 - Petrobras - Técnico(a) de Suprimento de Bens
e Serviços Júnior - Mecânica

Prova UFMG - 2019 - UFMG - Técnico em Metalurgia

Prova FIOCRUZ - 2016 - FIOCRUZ - Técnico em Saúde Pública - Mecânica

Fundição
Fundição é um processo de fabricação onde um metal ou liga
metálica, no estado líquido, é vazado em um molde com formato e
medidas correspondentes aos da peça a ser produzida. Principais
propriedades do processo de fundição: temperatura de fusão e
fluidez.
Vantagens das peças fundidas:
 Podem apresentar formas externas e internas desde a mais
simples até a mais complexa.
 Podem apresentar dimensões limitadas somente pelas restrições
das instalações onde serão produzidas
 Podem ser produzidas dentro de padrões variados de acabamento
e tolerância dimensional (entre ± 0,2 e 0,6 mm)
 Possibilita grande economia de peso, porque permite a obtenção
de paredes com espessuras quase ilimitadas.

Fundição
 Fenômenos que ocorrem durante a solidificação
 Cristalização
 Contração do Volume
 Concentração de impurezas
 Desprendimento de gases

Fundição
 Cristalização

Fundição
 Fenômenos que ocorrem durante a
solidificação
 Contração do Volume
Contração líquida;
Ocorre em razão da diminuição da temperatura até o
início da solidificação.
Contração de solidificação;
Ocorre devido a variação de volume durante a mudança
do estado líquido para o sólido.
Contração sólida;
Ocorre devido a variação de volume já no estado sólido,
ou seja, da temperatura de fim de solidificação até a
temperatura ambiente.

Fundição
 Concentração de impurezas

Fundição
 Desprendimento de gases

Prova CEPS-UFPA - 2018 - UFPA - Engenheiro - Área: Mecânica

Prova CESGRANRIO - 2014 - Petrobras - Técnico(a) de Suprimento de Bens e Serviços Júnior -
Mecânica

Prova UFPA - 2017 - UFPA - Engenheiro - Área: Mecânica

Fundição
A matéria-prima metálica para a produção de peças fundidas é constituída
pelas ligas metálicas ferrosas (ligas de ferro e carbono) e não-ferrosas
(ligas de cobre, alumínio, zinco e magnésio). O processo de fabricação
dessas peças por meio de fundição pode ser resumido em oito(8) etapas:
1ª) Confecção do modelo: essa etapa consiste em construir um modelo
com o formato aproximado da peça a ser fundida. Esse modelo vai servir
para a construção do molde e suas dimensões devem prever a contração do
metal quando ele se solidificar bem como um eventual sobremetal para
posterior usinagem da peça. Ele é feito de madeira, alumínio, aço, resina
plástica e até isopor.
2ª)Confecção do molde: o molde é o dispositivo no qual o metal fundido é
colocado para que se obtenha a peça desejada. Ele é feito de material
refratário composto de areia e aglomerante. Esse material é moldado sobre
o modelo que, após retirado, deixa uma cavidade com o formato da peça a
ser fundida.

Fundição
3ª)Confecção dos machos: macho é um dispositivo, feito também de areia,
que tem a finalidade de formar os vazios, furos e reentrâncias da peça. Eles
são colocados nos moldes antes que eles sejam fechados para receber o
metal líquido.
4ª)Fusão: etapa em que acontece a fusão do metal.
5ª)Vazamento: o vazamento é o enchimento do molde com metal líquido.
6ª)Desmoldagem: após determinado período de tempo em que a peça se
solidifica dentro do molde, e que depende do tipo de peça, do tipo de
molde e do metal (ou liga metálica), ela é retirada do molde
(desmoldagem) manualmente ou por processos mecânicos.

Fundição
7ª) Rebarbação: a rebarbação é a retirada dos canais de alimentação,
massalote e rebarbas que se formam durante a fundição. Ela é realizada
quando a peça atinge temperaturas próximas às do ambiente.
8ª)Limpeza: a limpeza é necessária porque a peça apresenta uma série de
incrustações da areia usada na confecção do molde. Geralmente ela é feita
por meio de jatos abrasivos.

Prova CESGRANRIO - 2011 - Petrobras - Engenheiro de Equipamento
Júnior - Inspeção

Fundição
 Principais Processos de Fundição
 Fundição em molde de areia;
 Fundição de precisão (cera perdida);
 Fundição de moldes permanentes por gravidade;
 Fundição sob pressão;
 Fundição centrífuga;
 Fundição contínua ou lingotamento contínuo;

Fundição
A fase moldagem permite distinguir os vários processos de
fundição, os quais são classificados da seguinte maneira:
 Moldagem em molde de areia ou temporário, por gravidade:
areia verde;
areia seca;
areia-cimento.
 Moldagem em molde metálico ou permanente:
por gravidade,
sob pressão.
 Fundição em molde de areia

Fundição
 Moldagem em areia
O molde deve preencher uma série de requisitos, sem os quais a
fundição não se realiza nas melhores condições.
 Resistência suficiente para suportar a pressão do metal líquido.
 Resistência à ação erosiva do metal que escoa rapidamente durante o
vazamento.
 Mínima geração de gás durante o processo de vazamento e solidificação, a
fim de impedir a contaminação do metal e o rompimento do molde.
 Permeabilidade suficiente para que os gases gerados possam sair durante o
vazamento do metal.
 Refratariedade que permita suportar as altas temperaturas de fusão dos
metais e que facilite a desmoldagem da peça.
 Possibilidade de contração da peça, que acontece durante a solidificação.

Fundição
 Areia verde
 O molde deve preencher uma série de requisitos, sem os quais a fundição
não se realiza nas melhores condições.
 Composta essencialmente de areia silicosa, argila e água, sobre o modelo
colocado ou montado na caixa de moldar.
 Características da areia de fundição: plasticidade e consistência;
moldabilidade; dureza; resistência; refratariedade etc.

Fundição
 Areia verde
 A areia é composta pela própria areia que é o constituinte básico, no qual
devem ser considerados os característicos de pureza, granulometria
(tamanho de grãos, distribuição granulométrica, dureza, forma dos grãos,
integridade dos grãos, refratariedade, permeabilidade e expansibilidade;
argila, que constitui o aglomerante usual nas areias de fundição sintéticas
(especialmente preparadas);
 carvão moído, eventualmente, para melhorar o acabamento das peças
fundidas;
 dextrina, aglomerante orgânico, para conferir maior resistência mecânica à
areia quando secada (estufada);
 farinha de milho gelatinizada (Mogul), que melhora a qualidade de
trabalhabilidade da areia;
 breu em pó, também como aglomerante, que confere, principalmente em
areia seca, grande resistência mecânica; serragem, eventualmente, para
atenuar os efeitos da expansão.

Fundição
 Areia verde

Fundição
 Areia Seca ou em molde estufado ou Shell Molding
 A areia deve conter aditivos orgânicos para seus característicos; a secagem
tem lugar em estufas apropriadas, a temperaturas que variam de 150 a
300°C.
 Esse tipo de moldagem é empregado em peças de qualquer dimensão ou
peso, sempre que se exige um melhor acabamento.

Fundição
 Areia Seca ou em molde estufado ou Shell Molding
Vantagens
 Maior precisão, tolerâncias dimensionais mais apertadas, maior rigor de forma;
 Menor rugosidade superficial;
 Rapidez de fabrico;
 Redução do volume de areias de moldação;
 Capacidade de armazenamento das carapaças;
 Moldações leves;
 Processo mais econômico que os de areia para produção de séries de peças;
Desvantagens
 Custo mais elevado das areias pré-revestidas;
 Custo mais elevado das placas modelo;
 Limitação do processo a peças pequenas e médias;
 Areias não recicláveis economicamente;
 Espessuras mínimas obtidas de 6mm;

Fundição
Há o processo Cera Perdida, utilizado em sistemas de combustão de
aviões, de aço inoxidável, ligas de alumínio e ligas resistentes ao
calor; instrumentos de controle de aviões, de alumínio e suas ligas,
ligas cobre-berílio, ligas de magnésio, de bronze-silício etc.; em
turbinas a gás, de aço inoxidável, ligas de níquel, ligas resistentes ao
calor e ao desgaste etc.; em armamentos de pequeno porte, de aços-
liga, cobre- berílio etc.; em máquinas operatrizes e acessórios, em
equipamento médico e odontológico; em equipamento óptico, em
equipamento para indústria têxtil, em máquinas de escrever e
equipamento de escritório, bem como em uma infinidade de outras
aplicações.
 Fundição de Precisão

Fundição
Vantagens
 Flexibilidade de forma
 Tolerâncias dimensionais apertadas
 Grande produtividade
 Elevado rigor dimensional
 Bom acabamento superficial
 Baixo custo comparativamente com a maquinagem convencional
 Grande variedade de materiais utilizados
 Peças sem linhas de partição
 Espessuras mínimas inferiores às obtidas por Shell Molding
Desvantagens
 Peças de pequenas e médias dimensões
 Processo moroso e exigente de obtenção dos modelos peças para motores
de avião, de aço inoxidável, ligas resistentes ao calor etc.;
 Fundição de Precisão

Fundição
 Fundição por Cera Perdida

Fundição
A fundição em casca é um processo no qual o molde é formado a
partir de uma mistura de areia com uma resina termoestável como
aglomerante, que é colocada contra um modelo metálico aquecido.
Desta maneira, quando a mistura é aquecida a resina cura, o que
provoca a aglomeração dos grãos de areia entre si, formando uma
casca rígida que constitui metade do molde. Após a casca ter sido
curada e extraída do modelo, os machos requeridos são posicionados,
as metades do molde são ligadas, colocadas em uma caixa suporte
onde é adicionado o material de apoio; o molde está então pronto
para ser vazado.
 Fundição em Casca

Fundição

Fundição
A fundição em casca é utilizada na produção seriada de peças que variam em peso desde
dezenas de gramas até aproximadamente 200 kg, tanto em ligas ferrosas ou de metais não
ferrosos. Principais vantagens do processo quando comparado com moldagem em areia
verde:
 Excelente acabamento superficial.
 Tolerâncias dimensionais mais estreitas.
 Melhor e mais consistente reprodução do modelo.
 Maior facilidade de obtenção de peças com secções delgadas.
 Peças fundidas mais detalhadas.
 Alguns tipos de machos podem ser feitos como parte do molde.
 A limpeza das peças fica simplificada.
 Os moldes podem ser estocados por longo tempo.
 É utilizada apenas uma fração da quantidade de areia usual.
 Grande possibilidade de automatização.
 O processo não necessita de operários com longa prática.

Fundição
Por outro lado, a técnica de fundição em casca apresenta algumas limitações como:
 Limitações de peso e dimensões máximas da peça a ser fundida.
 Elevado custo de modelos, os quais devem ser usinados em metal.
 Elevado custo de resina aglomerante.
 As contrações variam de acordo com a prática de fundição.
 Há necessidade de mais equipamentos e acessórios para controle.

Fundição
 Fundição por Centrifugação

Fundição
 Fundição Contínua

Fundição
 Os moldes, nesse caso, são chamados "lingoteiras". Os tipos verticais
são empregados geralmente para a fundição de lingotes de aço.
 Os tipos horizontais são mais utilizados para metais e ligas não
ferrosos.
 A utilização dos moldes metálicos está restrita aos metais com
temperatura de fusão mais baixa do que o ferro e o aço.
 Fundição em Molde Permanente

Fundição
É de aplicação relativamente recente. Utiliza-se para moldes e
machos relativos a peças de quaisquer dimensões. No processo, os
moldes são do tipo convencional, de areia aglomerada com silicato
de sódio (2,5 a 6,0% em peso). Depois de compactados, são eles
submetidos a um tratamento com CO2, que consiste na passagem de
uma corrente desse gás através de sua secção. Ocorre uma reação
entre o CO2 e o silicato de sódio; forma-se sílica-gel, carbonato de
sódio e água, resultando um endurecimento do molde, em tempo
relativamente curto. Não há necessidade de estufagem, alcançando-
se elevadas propriedades de dureza e resistência.
 Fundição em Processo CO2

Fundição
 Esses metais são representados pelas ligas com chumbo, zinco,
alumínio, magnésio, certos bronzes e, excepcionalmente, o ferro
fundido. Os moldes permanentes são feitos de aço ou ferro fundido
ligado, resistente ao calor e às repetidas mudanças de temperatura.
 Moldes feitos de bronze podem ser usados para fundir estanho,
chumbo e zinco.
 Produtos típicos da fundição em moldes permanentes são: bases de
máquinas; blocos de cilindros de compressores; cabeçotes; bielas;
pistões; cabeçotes de cilindros de motores de automóveis; coletores
de admissão.
 Fundição em Molde Permanente

Fundição
Os moldes metálicos são chamados de matrizes. A matriz, feita
de aço ferramenta tratado termicamente, é geralmente construída
em duas partes que são fechadas hermeticamente no momento
do vazamento do metal líquido. Muitas matrizes são refrigeradas
a água. Isso é importante para evitar superaquecimento da
matriz, aumentando sua vida útil e evitando defeitos nas peças.
É automatizada e realizada em máquina de câmara quente e
máquina de câmara fria.
Já a máquina de fundição sob pressão de câmara fria é utilizada,
quando o metal fundido ataca o sistema de bombeamento
(cilindro e pistão). Este processo é empregado principalmente
para fundir ligas de alumínio, magnésio e ligas de cobre.
 Fundição Sob Pressão

Fundição
 Vantagens do processo de fundição sob pressão:
 Peças de ligas como as de alumínio, fundidas sob pressão, apresentam maiores resistências
do que as fundidas em areia;
 Possibilidade de produção de peças com formas mais complexas;
 Possibilidade de produção de peças com paredes mais finas e tolerâncias dimensionais mais
estreitas;
 Alta capacidade de produção;
 Alta durabilidade das matrizes.
 Desvantagens do processo de fundição sob pressão:
 Limitações no emprego do processo: ele é usado para ligas não-ferrosas, com poucas
exceções;
 limitação no peso das peças (raramente superiores a 5 kg.);
 Retenção de ar no interior das matrizes, originando peças incompletas e porosidade na peça
fundida;
 Alto custo do equipamento e dos acessórios, o que limita seu emprego a grandes volumes
de produção.
 Fundição Sob Pressão

Prova CESPE - 2011 - TJ-ES - Analista Judiciário - Engenharia Mecânica - Específicos

Prova CESPE - 2015 - FUB - Engenheiro - Mecânica

Prova CESGRANRIO - 2018 - LIQUIGÁS - Técnico de Instalações

Prova COSEAC - 2015 - UFF - Engenheiro/Área: Mecânica

Prova: CESGRANRIO - 2010 - Petrobras - Técnico de Manutenção Júnior - Mecânica

Processos de
Fabricação
Conformação Mecânica

Conformação é o processo mecânico, onde se obtém peças, através dos
tipos de esforços aplicados. Seguem abaixo alguns exemplos de esforços
com a respectiva conformação mecânica.
 Compressão direta: Forjamento e Laminação;
 Compressão indireta: Trefilação, extrusão de tubos ou fios,
estampagem profunda;
 Tração: Estiramento de chapas;
 Cisalhamento: Corte de chapas;
 Dobramento: Calandragem.

 Laminação

 Tipos de Laminadores
Laminadores Duo: composto por dois cilindros de mesmo diâmetro,
girando em sentido oposto, coma mesma velocidade periférica e
colocados um sobre outro. É denominado "laminador de retorno por
cima" e sua aplicação atualmente é menos comum que a do laminador
duo reversível. Esse último pode ter o movimento de rotação do cilindro
nos dois sentidos, permitindo a passagem da peça pelos cilindros na
direção de ida e volta.

O laminador contínuo é constituído de diversas gaiolas dispostas em
série, de forma que os cilindros das gaiolas subseqüentes giram a
velocidades proporcionalmente maiores para evitar acúmulo de material
entre uma e outra gaiola. Este tipo de laminador é comumente
empregado para o trabalho com vergalhões, barras, tiras e chapas.

Laminadores Trio: composto por três cilindros dispostos um sobre
outro, a chapa passa entre o cilindro inferior e intermediário, retornando
entre intermediário e superior. Muitos laminadores trio são disposto de
mesa elevatória ou basculante para passagem da chapa entre os cilindros.

Laminadores Quádruo composto por quatro cilindros dispostos um
sobre outro, denominado dois cilindros de trabalho e dois de apoio. Estes
laminadores são empregado na laminação e relaminação em chapas que
necessitam espessura uniforme em toda seção transversal.

Laminadores Universal: os cilindros de trabalho são suportados, cada
um deles, por dois cilindros de apoio. Este sistema permite grandes
reduções de espessura em cada passagem através dos cilindros de
trabalho.

O laminador planetário Sendzimir constituídos de alguns cilindros
apoiados uns nos outros, foi desenvolvido para reduzir a quente, ou a
frio, uma placa, ou uma chapa em bobina, em uma única passagem.

 Laminação
 Defeitos nos Produtos Laminados
 Vazios: podem ter origem nos rechupes ou nos gases retidos
durante a solidificação do lingote. Eles causam tanto defeitos de
superfície quanto enfraquecimento da resistência mecânica do
produto.
 Gotas frias - são respingos de metal que se solidificam nas paredes
da lingoteira durante o vazamento. Posteriormente, eles se agregam
ao lingote e permanecem no material até o produto acabado na
forma de defeitos na superfície.
 Trincas - aparecem no próprio lingote ou durante as operações de
redução que acontecem em temperaturas inadequadas.

 Laminação
 Defeitos nos Produtos Laminados
 Dobras - são provenientes de reduções excessivas em que um excesso de
massa metálica ultrapassa os limites do canal e sofre recalque no passe
seguinte.
 Inclusões - são partículas resultantes da combinação de elementos presentes
na composição química do lingote, ou do desgaste de refratários e cuja
presença pode tanto fragilizar o material durante a laminação, quanto causar
defeitos na superfície.
 Segregações - acontecem pela concentração de alguns elementos nas partes
mais quentes do lingote, as últimas a se solidificarem. Elas podem acarretar
heterogeneidades nas propriedades como também fragilização e
enfraquecimento de seções dos produtos laminados.

 Cálculos no Processo de Laminação

 Forjamento
Forjamento é o processo de conformação por meio do qual se obtém a
forma desejada da peça por martelamento ou aplicação gradativa de uma
pressão. A maioria das operações de forjamento é efetuada a quente,
embora certos metais possam ser forjados a frio.

 Forjamento
Trabalho a quente X Trabalho a frio

 Forjamento
 Existem duas classes principais de equipamentos de forjamento:
os martelos e as prensas; os martelos provocam deformação do
metal por impacto e as prensas submetem o metal a uma força
de compressão em baixa velocidade.
 O processo de forjamento subdivide-se em duas categorias:
forjamento livre, ou em matriz aberta, e forjamento em matriz
fechada, conhecido apenas como forjamento em matriz.

 Forjamento
 Forjamento Livre
No processo de forjamento livre o material é deformado entre ferramentas
planas ou de formato simples. O processo de deformação é efetuado por
compressão direta e o material escoa no sentido perpendicular à direção de
aplicação da força (caminho de menor atrito). Esse processo é usado geralmente
para grandes peças, ou quando o número a ser produzido é pequeno não
compensando a confecção de matrizes caras. Frequentemente o forjamento livre
é usado para pré-conformar a peça para forjamento em matriz.

 Forjamento
 Forjamento em matriz
No forjamento em matriz o material é deformado entre duas
metades de matrizes, que fornecem a forma desejada à peça. A
deformação ocorre sob alta pressão em uma cavidade fechada e,
assim, se obtém peças forjadas com tolerâncias dimensionais mais
estreitas. É necessário um grande volume de produção de peças
para justificar as matrizes de elevado custo. É importante, nesse
processo, utilizar material em quantidade suficiente de modo que a
cavidade da matriz seja completamente preenchida. Como é difícil
determinar exatamente essa quantidade, costuma-se trabalhar com
um ligeiro excesso. Ao final do processo de forjamento, o excesso de
material sai da cavidade da matriz para a chamada "bacia de
rebarba", sendo que a última operação de forjamento em matriz é a
remoção dessa rebarba.

 Forjamento
Um processo convencional de forjamento é composto por uma série de passos
típicos: corte, aquecimento, forjamento livre e forjamento em matriz (em uma
única etapa ou em mais), rebarbação e tratamento térmico. Através da deformação
plástica produzida pelo forjamento, podem-se conseguir dois efeitos: dar a forma
desejada à peça e melhorar as propriedades mecânicas do metal (modificando e
distribuindo seus constituintes e refinando o grão). Diversos metais e ligas
metálicas podem ser forjados, tais como: aços-carbono, aços-liga, aços para
ferramentas, aços inoxidáveis, ligas de alumínio, ligas de cobre e ligas de titânio.
As principais formas iniciais para o forjamento são o metal fundido e o metal
laminado. O metal laminado é mais indicado do que o fundido, pois possui
estrutura mais homogênea.

 Forjamento
 Maquinário de Forjamento
Os equipamentos de forjamento podem ser classificados, de acordo com princípio
de operação, em: martelos e prensas de forjamento Nos martelos, a força é
provocada por um peso cadente, ou martelo. O impacto provoca deformação do
metal a uma alta velocidade e essa deformação ocorre primeiramente nas camadas
superficiais da peça. Essas máquinas são energeticamente limitadas, pois a
deformação resulta da dissipação da energia cinética do martelo.
Existem três tipos de martelos de forjamento:
 martelo de queda livre,
 martelo de dupla-ação,
 martelo de contra-golpe.

 Forjamento
 Maquinário de Forjamento
As prensas de forjamento submetem o metal a uma força de compressão à baixa
velocidade. A pressão aumenta quando o material está sendo deformado e isso
provoca uma penetração maior da zona deformada na peça. São três os principais
tipos de prensas usadas em forjamento: prensas hidráulicas, prensas mecânicas
(excêntricas e de fricção) e prensas recalcadoras.

 Forjamento
 Defeitos nos Produtos Forjados
A)Falta de redução: caracteriza-se pela penetração incompleta do metal na cavidade
da ferramenta. Isso altera o formato da peça e acontece quando são usados golpes
rápidos e leves do martelo.
B)Trincas superficiais: causadas por trabalho excessivo na periferia da peça em
temperatura baixa, ou por alguma fragilidade a quente.
C)Trincas nas rebarbas: causadas pela presença de impurezas nos metais ou porque
as rebarbas são pequenas. Elas se iniciam nas rebarbas e podem penetrar na peça
durante a operação de rebarbação.
D)Trincas internas: originam-se no interior da peça, como consequência de tensões
originadas por grandes deformações.

 Forjamento
 Defeitos nos Produtos Forjados
E) Gotas frias: são descontinuidades originadas pela dobra de superfícies, sem a
ocorrência de soldagem. Elas são causadas por fluxos anormais de material
quente dentro das matrizes, incrustações de rebarbas, colocação inadequada do
material na matriz.
F)Incrustações de óxidos: causa das pela camada de óxidos que se formam durante
o aquecimento. Essas incrustações normalmente se desprendem mas,
ocasionalmente, podem ficar presas nas peças.
G)Descarbonetação: caracteriza-se pela perda de carbono na superfície do aço,
causada pelo aquecimento do metal.
H)Queima: gases oxidantes penetram nos limites dos contornos dos grãos
formando películas de óxidos. Ela é causa da pelo aquecimento próximo do ponto
de fusão.

 Extrusão

 Tipos de Extrusão
 Extrusão Direta
O tarugo é colocado em uma câmara e impelido através da matriz
por ação de um êmbolo. Um “disco de pressão” é colocado no fim
do pistão ou êmbolo em contato com o tarugo.

 Extrusão Indireta
Na extrusão indireta ocorre o inverso a extrusão
direta, é a matriz que se desloca em relação ao
tarugo. Pois, na extrusão inversa o pistão ou
êmbolo é furado e ligado à matriz, enquanto a
outra Extrusão extremidade da câmara é
fechada. Frequentemente, o pistão e a matriz são
mantidos estacionários, e a câmara
movimentada com o tarugo. Na extrusão inversa,
por não se ter movimento entre a câmara e o
tarugo, as forças de atrito são muito menores e as
pressões requeridas para extrusão são bem
menores do que na extrusão direta.

 Extrusão Hidrostática
É um processo no qual o tarugo, aquecido ou frio, é extrudado
através de pressão exercida por fluido pressurizado, em vez de um
punção. A extrusão hidrostática é realizada usualmente a
temperatura ambiente, em geral usando óleo vegetal como meio
fluido, combinando as qualidades de viscosidade e lubrificação.
Pode-se também trabalhar em alta temperatura. Neste caso ceras ,
polímeros ou vidro são usados como fluido, que também tem a
função de manter o isolamento térmico do tarugo durante o
procedimento de extrusão. Já a extrusão lateral, o material do
tarugo é forçado através de abertura lateral da câmara. Os eixos do
punção e da peça têm diferentes direções (ângulo reto).

 Extrusão Hidrostática
As limitações do processo de extrusão são:
 As forças exigidas para conformação são muito elevadas, sendo
necessário a utilização de grandes prensas ou máquinas
especiais;
 Ferramentas são muito complexas e caras;
 Só é viável e adequado para grandes seriações (> 10.000 peças)
em função do custo da ferramenta;
 Necessário recristalização intermediária, provocando aumento
de custos;
 O processo é adequado para a produção de peças
geometricamente mais simples (axiais).

 Tipos de Extrusão ( A frio)
Na extrusão dianteira, o metal se
movimenta na mesma direção da
punção; na extrusão traseira, o metal
se movimenta em direção oposta à da
punção; Há técnicas combinadas,
como a do tipo Hooker, para a
produção de objetos longos e ocos e o
processo conhecido pelo nome de
ironing, em que se procura, mediante
pressão radial, dimensionar as peças
dentro das tolerâncias exigidas. A
técnica ironing é basicamente idêntica
à empregada no estriamento de tubos
com um mandril móvel.

 Cálculos envolvendo extrusão

 Trefilação
A trefilação é uma operação em que a matéria prima é puxada
contra uma matriz (chamada fieira) em forma de funil por meio de
uma força de tração aplicada do lado de saída da matriz. O
escoamento plástico é produzido principalmente pelas forças
compressivas provenientes da reação da matriz sobre o material. É
um processo realizado normalmente a frio. Os produtos são
Arames, tubo de cobre, fios elétricos

 Trefilação
Vantagens:
 O material pode ser estirado e reduzido em secção transversal mais do
que com qualquer outro processo;
 A precisão dimensional que pode ser 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;

 Trefilação
A fieira é o dispositivo básico da trefilação. A geometria da fieira é
dividida em quatro zonas (1) de entrada; (2) de redução ( = ângulo de
abordagem); (3) guia de calibração ou zona de acabamento; (4) de saída.

 Estampagem
A estampagem é um processo de conformação mecânica, realizado
geralmente a frio que compreende um conjunto de operações, por
intermédio das quais uma chapa plana é submetida a
transformações de modo a adquirir uma nova forma geométrica,
plana ou oca. Basicamente pode ser: corte, dobra e estampagem
profunda.

 Estampagem
 O processo de corte corresponde em obter formas geométricas
determinadas, a partir de chapas, submetidas a ação de uma
ferramenta ou punção de corte, aplicada por intermédio de uma
prensa.
 As operação de dobra em geral ocupam um lugar importante no
ciclo produtivo dos estampos, pois, muitos produtos depois de
sofrerem a primeira operação de corte devem se submeter a uma
ou várias deste operações.

 Outros Processos de Conformação
O embutimento ou repuxo consiste basicamente a formar em
prensas recipientes tais como, canecas, tubos, etc, partindo-se de
uma chapa plana e conservando o produto final na mesma
espessura que chapa inicial.
Cunhagem é um processo de estampagem em peças metálicas, que
podem ser moedas, medalhas, tokens, jetons ou outra peça para
circulação como dinheiro, para coleção ou outros fins. Esse
processo variou ao longo do tempo em sua tecnologia.
Caldeamento visa produzir a soldagem de duas
superfícies metálicas limpas e aquecidas, postas em contato e
submetidas à compressão.

A recalcagem é um processo de conformação plástica, realizado
em uma máquina recalcadora, que trabalha a frio, morno ou
quente para alongar ou reconformar alguns materiais como uma
barra ou um tubo.

O Processo de repuxo consiste em prender a área da borda do
blank (chapa a ser repuxada) e com um punção ou macho
empurrar a área do centro (ou a ser repuxada) embutindo a mesma
em uma ferramenta fêmea.

Estiramento é a operação que consiste na aplicação de forças de
tração, de modo a esticar o material sobre uma ferramenta ou bloco
(matriz). Neste processo, o gradiente de tensões é pequeno, o que
garante a quase total eliminação do efeito mola. Como predominam
tensões trativas, grandes deformações de estiramento podem ser
aplicadas apenas para materiais muito dúcteis. Para estes materiais,
almeja-se altos valores de coeficiente de encruamento.

O tixoforjamento, ou forjamento semi-sólido, é uma nova tecnologia
que permite fabricar a peça com dimensões próxima à do produto
final com um só golpe, empregando pequenas forças e com
propriedades mecânicas elevadas. São quatro características
importantes deste processo, que contribuem para aumentar a
produtividade nas empresas que fabricam peças para relógios.

Prova CETRO - 2014 - IF-PR - Técnico em Laboratório - Área Industrial

Prova CESPE - 2018 - EMAP - Especialista Portuário - Engenharia Mecânica

Prova CESPE - 2018 - FUB - Técnico de Laboratório - Industrial

Prova AOCP - 2018 - UEFS - Analista Universitário - Engenharia Mecânica

Prova FGV - 2013 - TJ-AM - Analista Judiciário - Engenharia Mecânica

Prova Instituto Acesso - 2018 - SEDUC-AM - Engenheiro Mecânico

Prova IF-RS - 2015 - IF-RS - Professor - Engenharia Mecânica

Processos de
Fabricação
Metalurgia do Pó

Metalurgia do Pó
A metalurgia do pó é um processo de fabricação que consiste na
transformação de pós-metálicos e não metálicos em uma peça final,
sem atingir a temperatura de fusão dos principais materiais
envolvidos. Este processo possui três etapas básicas, sendo elas:
obtenção do pó, compactação do pó e sinterização.

Metalurgia do Pó
 Obtenção do Pó: Atomização, Moagem ou Eletrólise

Metalurgia do Pó
 Compactação

Metalurgia do Pó
 Sinterização

Metalurgia do Pó
 Vantagens
 Facilidade de automação do processo
 Produtividade elevada: Processo adequado para grandes lotes
 Precisão e repetitividade
 Máximo aproveitamento de material
 Eliminação de operações de usinagem
 Permite formas complexas, bom acabamento superficial e tolerâncias
estreitas
 Pureza dos produtos obtidos, e controle preciso da composição
química

Metalurgia do Pó
 Limitações
Geometria da peça deve permitir extração
Custo de ferramental é elevado
Tamanho da peça, em função da capacidade de compactação
(força envolvida)
Eventuais defeitos não podem ser corrigidos

Metalurgia do Pó
Aplicação
 Metais refratários: W, Mo.
 Metal duro: W, Ti.
 Exemplo de aplicação:
- Mancais porosos autolubrificantes
- Filtros metálicos (bronze)
- Disco de fricção metálicos
(cobre com substância de alto coeficiente de atrito)
- Contatos elétricos: W-Ag, W-Cu, Mo-Ag,...

Prova CESGRANRIO - 2011 - Transpetro - Técnico de Inspeção de Equipamentos e Instalações
Júnior

Processos de
Fabricação
Usinagem

Usinagem
Os processos de usinagem envolvem operações de corte que permitem
remover excessos de um material bruto com auxílio de uma ferramenta
até que este resulte em uma peça. Nestas operações de corte são geradas
aparas que se costumam chamar de cavacos. Desta forma, podemos
definir que usinagem é todo o processo que gera cavaco.

Usinagem
 Classificação dos Processos de Usinagem
Usinagem
Processo de
Remoção do
Material
Geometria da
Ferramenta de
Corte
Processo
Convencional
Processo
NÃO Convencional
Ferramenta de
geometria definida
Ferramenta
de geometria
NÃO definida
Finalidade da
operação de
corte
Desbaste
Acabamento

Usinagem
 Torneamento
 Destinado à obtenção de superfícies de revolução com auxílio de uma
ou mais ferramentas mono cortantes. O processo ocorre com uma
peça que gira em torno do eixo principal de rotação da máquina e a
ferramenta se desloca simultaneamente segundo uma trajetória
coplanar com o referido eixo. Quanto à forma da trajetória, o
torneamento pode ser retilíneo ou curvilíneo.
 O processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo
uma trajetória retilínea, como o próprio nome diz é o torneamento
retilíneo. O torneamento retilíneo pode ser: cilíndrico (externo,
interno, sangramento axial), cônico (externo, interno), radial
(faceamento, sangramento radial) ou de perfil (radial ou axial). Já o
torneamento curvilíneo é o processo no qual a ferramenta se desloca
segundo uma trajetória curvilínea.

Usinagem
 Aplainamento
 É o processo mecânico de usinagem destinado à obtenção
de superfícies regradas, geradas por um movimento
retilíneo alternativo da peça ou da ferramenta. Neste
processo o corte é feito em um único sentido, e o
aplainamento pode ser horizontal ou vertical. Quanto à
finalidade, as operações de aplainamento podem ser
classificadas ainda em aplainamento de desbaste a
aplainamento de acabamento. O curso útil é o movimento
na direção de corte e em seguida é realizado o curso de
retorno da ferramenta que é um tempo secundário
necessário. Desta forma, esse processo é mais lento que o
fresamento, por exemplo, que corta continuamente. O
volume de cavaco removido por unidade de tempo é
menor no aplainamento que no fresamento. Por outro
lado, a ferramenta de corte usada no aplainamento é mais
barata, fácil de afiar e montar.

Usinagem
 Furação, Alargamento e Rebaixamento
 Furação é o processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
um furo geralmente cilíndrico numa peça, com auxílio de uma
ferramenta geralmente multicortante. Para tanto, a ferramenta ou a
peça giram e simultaneamente a ferramenta ou a peça se deslocam
segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo
principal da máquina.

Usinagem
o Furação em cheio
Processo destinado à abertura de um furo cilíndrico numa peça,
removendo todo o material compreendido no volume do furo final, na
forma de cavaco. No caso de furos de grande profundidade há
necessidade de ferramenta especial.
o Escareamento
Processo destinado à abertura de um furo cilíndrico numa peça pré-
furada.

Usinagem
o Furação de Centros
Processo destinado à obtenção de furos de centro, visando uma
operação posterior na peça.
o Trepanação
Processo de furação em que apenas uma parte de material
compreendido no volume do furo final é reduzida a cavaco,
permanecendo um núcleo maciço.
o Furação Escalonada
Processo destinado à obtenção de um furo com dois ou mais
diâmetros, simultaneamente.

Usinagem
 Já o alargamento é o processo mecânico de usinagem destinado ao
desbaste ou ao acabamento de furos cilíndricos ou cônicos, com
auxílio de ferramenta geralmente multicortante. Para tanto, a
ferramenta ou a peça giram e a ferramenta ou a peça se deslocam
segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo de
rotação da ferramenta. O alargamento pode ser de desbaste
(cilíndrico, cônico) ou acabamento (cilíndrico, cônico).
 O rebaixamento é o processo mecânico de usinagem destinado à
obtenção de uma forma qualquer na extremidade de um furo. Para
tanto, a ferramenta ou a peça giram e a ferramenta ou a peça se
deslocam segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao
eixo de rotação da ferramenta.

Usinagem

Usinagem
 Mandrilamento
 É o processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
superfícies de revolução com auxílio de uma ou várias ferramentas de
barra. Para tanto, a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se
deslocam simultaneamente segundo uma trajetória determinada. O
mandrilamento pode ser cilíndrico, radial, cônico e de superfícies
especiais (esférico, sangramento etc.). Quanto à finalidade, as
operações de mandrilamento podem ser classificadas ainda em
desbaste e acabamento.

Usinagem
 Mandrilamento
o Mandrilamento Cilíndrico
Processo de mandrilamento no qual a superfície usinada é
cilíndrica de revolução, cujo eixo coincide com o eixo em torno do
qual gira a ferramenta.
o Mandrilamento Radial
Processo de mandrilamento no qual a superfície usinada é plana e
perpendicular ao eixo em torno do qual gira a ferramenta.
o Mandrilamento Cônico
Processo de mandrilamento no qual a superfície usinada é cônica
de revolução, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a
ferramenta.

Usinagem
 Fresamento
 É o processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
superfícies quaisquer com o auxílio de ferramentas geralmente
multicortantes. Para tanto, a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta
se deslocam segundo uma trajetória qualquer. Distinguem-se dois
tipos básicos de fresamento: tangencial e frontal. Há casos que os dois
tipos básicos de fresamento comparecem simultaneamente, podendo
haver ou não predominância de um sobre outro

Usinagem
 Fresamento
As classificações dos diversificados tipos de fresadoras disponíveis
no mercado, as principais levam em consideração: O tipo de avanço
(manual ou automático), a estrutura (de oficina/ ferramentaria ou de
produção), a posição do eixo-árvore em relação a mesa de trabalho
ou o número de eixo simultâneos (Vertical, Horizontal, Universal,
Duplex, Tríplex, Multiplex e Especiais) e a sua aplicação: Pantográfica
(fresadora gravadora), Chaveteira (específica para fazer chavetas
internas e/ou externas), Convencional, Dentadora (específica para
usinar engrenagens) e Copiadora (o apalpador toca um modelo e a
ferramenta o reproduz na peça). As superfícies obtidas pelas
operações de fresamento podem ser: Planas, Circulares, Rosqueadas
ou Perfiladas.

Usinagem
 Fresamento
A classificação dos movimentos de fresamento como Concordante
ou Discordante.
É definido como concordante os movimentos de corte e avanço que
apresentam, aproximadamente, o mesmo sentido. Neste, a
ferramenta empurra a peça contra a mesa da máquina,
compensando deficiências de fixação.

Usinagem
 Fresamento
A classificação discordante é apresentada para operações de
fresamento cujo sentido do movimento de corte é contrário ao
avanço. Este é recomendado para máquinas com folga, pois a
ferramenta tende a levantar a peça, exigindo sistemas de fixação
mais rígidos.

Usinagem
 Serramento
É o processo mecânico de usinagem destinado ao
secionamento ou recorte com auxílio, de ferramentas
multicortantes de pequena espessura. Para tanto, a ferramenta
gira ou se desloca, ou executa ambos os movimentos e a peça
se desloca ou se mantém parada. O serramento pode ser
retilíneo (alternativo, contínuo) e circular
 Brochamento
Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
superfícies quaisquer com auxílio de ferramentas
multicortantes. Para tanto, a ferramenta ou a peça se
deslocam em trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao
eixo da ferramenta. O brochamento pode ser interno ou
externo.

Prova CESPE - 2015 - FUB - Técnico em Mecânica

Prova IF-PE - 2017 - IF-PE - Técnico de laboratório – Mecânica

Usinagem
 Processos de Usinagem com Ferramentas de Geometria Não-Definida
 Retificação
É o processo de usinagem destinado à obtenção de superfícies com auxílio
de ferramenta abrasiva de revolução. Pode ser retificação tangencial, quando
executado com a superfície de revolução da ferramenta. Pode ser: cilíndrica
(externa ou interna, de revolução ou não, com diferentes avanços da
ferramenta ou da peça); cônica (externa ou interna, com diferentes avanços
da ferramenta ou da peça); de perfis; plana; sem centros (com avanço
longitudinal da peça ou radial do rebolo). Para tanto, a ferramenta gira e a
peça ou a ferramenta se desloca segundo uma trajetória determinada,
podendo a peça girar ou não. A retificação pode ser tangencial ou frontal. A
retificação frontal é executada com a face do rebolo. É geralmente executada
na superfície plana da peça, perpendicularmente ao eixo do rebolo. A
retificação frontal pode ser com avanço retilíneo ou circular da peça.

Usinagem
 Retificação

Usinagem
 Brunimento é o processo mecânico de usinagem por abrasão, empregado
no acabamento de furos cilíndricos de revolução, no qual todos os grãos
ativos da ferramenta abrasiva estão em constante contato com a superfície
da peça e descrevem trajetórias helicoidais. Para tanto, a ferramenta ou a
peça gira e se desloca axialmente com movimento alternativo.
 Lapidação é o processo mecânico de usinagem por abrasão, executado
com abrasivo aplicado por porta ferramenta adequado, com objetivo de se
obter dimensões especificadas da peça.

Usinagem
 Polimento é o processo mecânico de usinagem por abrasão no qual a
ferramenta é constituída por um disco ou conglomerado de discos
revestidos de substâncias abrasivas
 Espelhamento é o processo mecânico de usinagem por abrasão no qual é
dado o acabamento final da peça por meio de abrasivos, associados a um
porta-ferramenta específico para cada tipo de operação, com o fim de se
obter uma superfície especular.

Usinagem
 Lixamento é o processo mecânico de usinagem por abrasão executado
por abrasivo aderido a uma tela e movimentado com pressão contra a
peça.
 Jateamento é o processo mecânico de usinagem por abrasão no qual as
peças são submetidas a um jato abrasivo, para serem rebarbadas,
asperizadas ou receberem um acabamento.
 Afiação é o processo mecânico de usinagem por abrasão, no qual é dado
o acabamento das superfícies da cunha cortante da ferramenta, com o fim
de habilitá-la desempenhar sua função. Desta forma, são obtidos os
ângulos finais da ferramenta.

Usinagem
 Limagem é o processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de
superfícies quaisquer com auxílio de ferramentas multicortantes
(elaboradas por picagem) de movimento contínuo ou alternativo. O
processo contínuo se dá por lima de segmentos em forma de fita e o
processo alternativo através de ferramenta manual.
 Tamboreamento é o processo mecânico de usinagem no qual as peças são
colocadas no interior de um tambor rotativo, juntamente ou não com
materiais especiais, para serem rebarbadas ou receberem um
acabamento.

Prova FGV - 2018 - COMPESA - Assistente de Saneamento e Gestão -
Técnico Operacional (Habilitação em Desenho Técnico)

Prova FUNDEP (Gestão de Concursos) - 2014 - COPASA - Analista de Saneamento
- Engenharia Mecânica

Prova UFMG - 2019 - UFMG - Engenheiro Mecânico

Prova CESGRANRIO - 2012 - BR Distribuidora - Técnico(a) de Manutenção
Júnior - Ênfase em Mecânica

Usinagem
 Processos Não-Convencionais de Usinagem
 Usinagem por ultrassom utiliza energia mecânica na remoção de material
em que a erosão é o mecanismo principal. A remoção consiste na
utilização de freqüências ultrassônicas na usinagem de materiais. Esse
processo é muito utilizado na usinagem de cerâmicas avançadas. Esses
materiais, devido às propriedades mecânicas como elevada dureza e
fragilidade, mostram-se muito difíceis de serem usinados por técnicas
convencionais de usinagem. Em relação aos outros processos não
tradicionais de usinagem a vantagem principal é a preservação da
integridade superficial do material usinado. O princípio do processo de
usinagem por ultrassom baseia-se na transformação de um sinal elétrico
em vibrações mecânicas de mesma freqüência. Este sinal elétrico deve ser
de alta freqüência, situado na faixa dos 20 kHz. As vibrações produzidas
por um transdutor têm sua amplitude amplificada por um amplificador
mecânico e transmitida a uma ferramenta de forma através do sonotrodo.

Usinagem
 A usinagem por jato d’água enquadra-se no grupo de remoção mecânica,
onde a força de impacto exercida por um jato de água em alta pressão na
superfície de contato do material supera a tensão de compressão entre as
moléculas, seccionando o mesmo com auxílio de grãos abrasivo.
 A usinagem eletroquímica é um processo não-convencional muito
importante e relativamente novo no qual o principal objetivo é a remoção
de material empregando um eletrólito e corrente elétrica contínua para
ionizar e remover porções metálicas da peça-obra. A remoção é realizada
através do escoamento a alta velocidade do eletrólito entre uma
ferramenta (cátodo) e uma peça (ânodo), segundo um perfil apresentado
por uma ferramenta (eletrodo).

Usinagem
 Usinagem por feixe de elétrons baseado na energia termelétrica para
remoção de material. Para tanto, utiliza um feixe de elétrons a alta
velocidade, que atua no vácuo, provocando a vaporização do metal da
peça-obra pelo choque dos elétrons contra a superfície da peça-obra. O
processo se aplica à confecção de pequenos orifícios e cavidades. Os
componentes básicos, presentes em todas as máquinas de feixe de
elétrons, são: canhão emissor de elétrons, lentes de focalização e sistema
de ajuste de foco. Estes componentes estão alojados numa câmara de
vácuo.
 A usinagem a laser baseado na energia termelétrica para remoção de
material em que o metal é fundido e vaporizado por feixe colimado de
luz monocromática intensa chamada LASER .

Usinagem
 A usinagem por arco plasma é o processo baseado na energia
termelétrica para remoção de material, em que o plasma é gerado pela
sujeição de um volume de gás aquecido por arco elétrico a uma
temperatura suficientemente alta para iniciar a ionização ao
bombeamento de elétrons em alta velocidade gerados por um arco
elétrico. O plasma é utilizado como elemento de fusão e vaporização da
peça-obra.

Prova COVEST-COPSET - 2019 - UFPE - Técnico em Mecânica

Prova COVEST-COPSET - 2015 - UFPE - Técnico de Laboratório - Mecânica

Usinagem
 Ferramentas de corte
As principais propriedades desejadas em um material para ferramenta de
corte são:
 alta dureza; suficiente tenacidade para evitar falha por fratura;
 alta resistência ao desgaste abrasivo, à compressão e ao cisalhamento;
 boas propriedades térmicas e mecânicas em altas temperaturas;
 alta resistência ao choque térmico;
 alta resistência ao impacto; ser quimicamente inerte.

Usinagem
 Tipos de materiais
o O aço-rápido (AR) é usado em ferramentas de uso geral [usinagem de
peças forjadas, fundidas ou sinterizadas (metalurgia do pó)], em
ferramentas de geometria complexa ou naquelas usadas em situações em
que as velocidades de corte são mais modestas. Principais propriedades:
dureza a quente, resistência ao desgaste e tenacidade.
o O Metal-duro (MD) é usado em cerca de 50% das aplicações devido ao
custo e à combinação da dureza à temperatura ambiente, dureza a quente,
resistência ao desgaste e tenacidade, possível graças à variação da sua
composição. A ferramenta de MD pode ser aplicada em altas velocidades
de corte.

Usinagem
o As cerâmicas (Al2O3) são muito importantes nos últimos anos na
usinagem em alta velocidade de aço e ferro fundido. Nestes casos, a
velocidade de corte pode ser de 4 a 5 vezes maior que as ferramentas de
metal duro (menor tempo de usinagem). Durante muitos anos as
cerâmicas não obtiveram sucesso comercial por exigirem máquina-
ferramenta com altas velocidades de corte, potência elevada e extrema
rigidez. A alta velocidade de corte implica num fluxo intenso de cavacos,
tornando necessária sua eficiente remoção e proteção do operador. A
possibilidade de se utilizar baixos avanços (na ordem de 0,1 mm/volta) e
altas velocidades de corte (na ordem de 1000 m/min) permite excelente
acabamento (semelhante à retificação). As cerâmicas de corte são
classificadas segundo o seu teor de óxidos de alumínio em cerâmica
branca e cerâmica mista (CERMETS).

Usinagem
o Diamante é o material mais duro conhecido. Podem ser naturais (MCD) ou
sintéticos (PCD). Os diamantes naturais (MCD – Monocrystalline Diamonds) são
monocristalinos e anisotrópicos (as propriedades mecânicas variam com a
direção). A lapidação deve ser feita na direção de menor dureza e a montagem
no porta-ferramenta deve ser feita na direção de máxima dureza. São indicados
na usinagem de metais leves, latão, bronze, cobre, liga de estanho, borracha,
vidros, plásticos e pedras. Aplicam-se para a usinagem fina (precisão e qualidade
semelhante ao polimento).
o Depois do diamante, o nitreto de boro cúbico (CBN – Cubic Boron Nitride) é o
material mais duro que se conhece. Ele é obtido sinteticamente pela
transformação do nitreto de boro de estrutura hexagonal em estrutura cúbica sob
pressões de 5000 a 9000 MPa e temperaturas de 1500 a 1900o C, na presença de
um catalisador, geralmente lítio.

Usinagem

Prova IF-RS - 2015 - IF-RS - Professor - Mecânica/Usinagem

Usinagem
 Geometria da Ferramenta

Usinagem
 O Gume Cortante e Cunha Cortante é a parte da ferramenta na
qual o cavaco se origina através do movimento relativo entre a
ferramenta e peça. Os gumes corte podem ser retilíneos, angulares
ou curvilíneos.
 A superfície de saída: é a superfície da cunha sobre a qual o cavaco
se forma.
 Superfícies de folga (também chamadas de superfícies de
incidência): são as superfícies da cunha que ficam diante da
superfície usinada da peça. Elas podem ter um chanfro junto ao
gume de corte.
 O gume principal de corte é o gume cuja cunha correspondente
indica a direção de avanço no plano de trabalho.
 Gume secundário de corte: é o gume cuja cunha correspondente
não indica a direção de avanço no plano de trabalho.

Usinagem
 Ângulo de folga (α): formado entre a superfície de folga
e o plano de corte medido no plano de medida da cunha
cortante; influencia na diminuição do atrito entre a peça
e a superfície principal de folga. A função do ângulo de
folga (α) é evitar o atrito entre a superfície transitória da
peça e a superfície de incidência (flanco) da ferramenta e
permitir que a aresta de corte penetre no material e corte
livremente. A grandeza de α depende principalmente
dos seguintes fatores: resistência do material da
ferramenta de corte; resistência e dureza do material da
peça a ser usinada.

Usinagem
 Ângulo de cunha (β) formado pelas superfícies de folga
e de saída; é medido no plano de medida da cunha
cortante. A principal função do ângulo β é aumentar a
resistência mecânica da ferramenta, visto que materiais
de difícil corte exercem maior pressão próxima à aresta
de corte e por isso exigem uma cunha menos aguda.
Consequentemente, tais materiais provocam maior
aquecimento na região mais próxima à ponta da
ferramenta (cunha e quina). Portanto, quanto maior for
β, maior a área de dissipação de calor e maior a
resistência da ferramenta de corte.

Usinagem
 Ângulo da saída (γ): formado pela superfície de saída da
ferramenta e pelo plano de referência medido no plano
de medida; é determinado em função do material, uma
vez que tem influência sobre a formação do cavaco e
sobre a força de corte. Este é um dos ângulos mais
importantes da ferramenta, pois influi decisivamente na
força e na potência necessária ao corte, no acabamento
da superfície usinada e no calor gerado. A grandeza de γ
depende principalmente dos seguintes fatores:
resistência do material da ferramenta de corte;
resistência e dureza do material da peça a ser usinada;
quantidade de calor gerado pelo corte; aumento da
velocidade de avanço.

Usinagem
 Influência da Geometria da Ferramenta
O α (ângulo de folga) geralmente está entre 6° e 12°
e possui as seguintes funções e características:
 Evitar o atrito entre a peça e a superfície de
folga da ferramenta;
 Se α é pequeno (o ângulo β aumenta): a cunha
não penetra convenientemente no material, a
ferramenta perde o corte rapidamente, há
grande geração de calor que prejudica o
acabamento superficial;
 Se α é grande (o ângulo β diminui): a cunhada
ferramenta perde resistência, podendo soltar
pequenas lascas ou quebrar;
 α depende principalmente da resistência do
material da ferramenta e da peça a usinar.

Usinagem
O ângulo de saída (γ) influi decisivamente na força e na potência necessária ao corte,
no acabamento superficial e no calor gerado; quanto maior for o ângulo γ menor será
o trabalho de dobramento do cavaco.

Usinagem
O ângulo γ deve ser:
o Maior para materiais que oferecem pouca resistência ao corte. Se γ (ângulo de
saída) aumenta, o β (ângulo de cunha da ferramenta) diminui;
o Menor (e as vezes até negativo) para materiais mais duros e com irregularidades
na superfície. Se o ângulo γ diminui, o β (ângulo de cunha da ferramenta)
aumenta; o ângulo γ negativo é muito usado para corte de materiais de difícil
usinabilidade e em cortes interrompidos, com o inconveniente da necessidade de
maior força de e potências de usinagem e maior calor gerado pela ferramenta,
geralmente o ângulo γ está entre 10° e 30°. O ângulo de saída pode ser positivo,
nulo ou negativo.

Prova FUNDEP (Gestão de Concursos) - 2014 - COPASA - Analista de Saneamento -
Engenharia Mecânica

Prova CESGRANRIO - 2018 - Transpetro - Técnico de Inspeção de Equipamentos e
Instalações Júnior

Usinagem
 Tipos de cavaco
 Cavaco contínuo: apresenta-se constituído de
lamelas justapostas numa disposição contínua. A
distinção das lamelas não é nítida. Forma-se na
usinagem de materiais dúcteis (o aço, por exemplo),
onde o ângulo de saída da ferramenta deve assumir
valores elevados;
 Cavaco de cisalhamento: apresenta-se constituído
de lamelas justapostas bem distintas;
 Cavaco de ruptura: apresenta-se constituído de
fragmentos arrancados da peça usinada. A
superfície de contato entre cavaco e a superfície de
saída da ferramenta é reduzida, assim como a ação
do atrito; o ângulo de saída deve assumir valores
baixos, nulos ou negativos.

Usinagem
 Formas de cavaco
De acordo com a norma ISO 3685 (1993), os cavacos podem assumir as
formas de fita, tubular, espiral, helicoidal, arco e lasca - subdivididos em
longos, curtos, emaranhados, conectados e soltos, conforme apresenta a
figura:

Usinagem
 Fenômenos da Interface Cavaco-Ferramenta
As condições da região de interface (cavaco-ferramenta) influenciam muito o
mecanismo de formação do cavaco, a força de usinagem e a temperatura de
corte; e, consequentemente, as taxas de desgaste da ferramenta de corte. Nessa
região ocorre os seguintes fenômenos físicos:
o zona de aderência;
o zona de escorregamento;
o zona de fluxo;
o aresta postiça de corte (APC).

Usinagem
 Parâmetros de corte
No que se refere aos parâmetros de corte, em geral, um aumento na velocidade de
corte, uma redução no avanço, ou um aumento no ângulo de saída, tendem a
mudar das formas da direita para a esquerda, isto é, produzir cavacos em fitas (ou
contínuos, quanto ao tipo). O avanço é o parâmetro mais influente, seguido da
profundidade de corte, afetando a forma do cavaco.

Usinagem
 Temperatura na região de corte

Prova UFOP - 2017 - UFOP - Engenheiro - Engenharia Mecânica

Usinagem
 Mecanismos de Desgaste em Ferramentas de Corte
 Adesão: para ocorrer adesão é necessário que haja afinidade entre o material
da peça e o material da ferramenta. Além disto, a temperatura, o tempo e a
pressão de contato devem estar situados em uma faixa de valores adequados.
Para materiais que apresentam um encruamento acentuado, a adesão leva à
formação do gume postiço.
 Abrasão mecânica: ocorre devido à presença de partículas duras no material
da peça. O cisalhamento de partes do gume postiço e sua extrusão pela
interface superfície de corte/flanco levam a um desgaste mais acentuado.

Usinagem
 Difusão: no estado sólido, consiste na transferência de átomos
pertencentes à rede cristalina de um material para a rede cristalina de
outro material, constituída de elementos que apresentam afinidade entre
si. Quanto maior for a afinidade, a temperatura de contato, o tempo de
contato e o nível de agitação atômica, maior será a atividade de difusão
entre a ferramenta e o cavaco.
 Oxidação: após o corte do material, muitas vezes são observadas cores
de revenimento na região de contato entre o cavaco e a ferramenta, que são
provocadas pela oxidação da ferramenta. Esta só ocorre se a temperatura
for suficientemente elevada e se houver a presença de oxigênio na região
aquecida. Na usinagem do aço com ferramenta de metal-duro, para
temperaturas de corte acima de 8000 graus, o mecanismo de oxidação
ocorre de forma mais intensa. Solicitações mecânicas e térmicas:
danificações do gume como microquebras, fissuras transversais e
longitudinais, bem como deformação plástica, advém de solicitações
térmicas e mecânicas excessivas

Usinagem

Usinagem
 Tipos de avarias e desgaste nas ferramentas de corte
 Lascamento: é resultante da quebra de pequenos fragmentos
do gume durante a operação de corte. São causas do
lascamento o limite de resistência do material da ferramenta
excedido em áreas localizadas devido a vibrações, variações
microestruturais na peça ou a quebra do gume postiço. Forças
de corte excessivas muitas vezes levam a micro e
macrolascamentos do gume ou da quina, principalmente
quando os ângulos de cunha ou de quina da ferramenta são
muito pequenos.

Usinagem
 Fissuras transversais, longitudinais ou em forma de pente:
em cortes interrompidos, o gume da ferramenta é submetido a
solicitações térmicas e mecânicas alternadas. Estas solicitações
alternadas em conjunto com as tensões de tração residuais na
superfície de ferramenta, durante o ciclo de resfriamento,
podem levar ao surgimento de fissuras transversais e
longitudinais ao gume, principalmente em materiais de
ferramenta com
pouca tenacidade .

Usinagem
 Deformação plástica do gume: ocorre quando o material da
ferramenta amolece devido às altas temperaturas, e escoa
sujeitado pelas forças de usinagem. Estas deformações
plásticas também ocorrem em metais-duros e Cermets,
entretanto sob maiores temperaturas e esforços do que nas
ferramentas de aço rápido e aço ferramenta. Metais-duros
tendem a maiores deformações quanto maior for o teor de
ligante, especialmente cobalto.

Usinagem
 Desgaste de entalhe: ocorre na região de interface entre o
contato peça/ferramenta/cavaco, no lado exposto da
superfície de corte. A formação do entalhe é resultado da ação
das rebarbas produzidas nas bordas do cavaco, as quais
apresentam uma taxa de encruamento maior que na parte
central do cavaco, tornando-se uma região com dureza mais
elevada, envolvendo um mecanismo de aderência e
arrancamento. Na região de formação de entalhe a ferramenta
de corte também é submetida à ação oxidante da atmosfera. O
aumento progressivo do entalhe pode levar à quebra da
ferramenta de corte bem, como a um pior acabamento
superficial .

Usinagem
 Desgaste de flanco e cratera: as formas de desgaste mais
regulares e previsíveis são o desgaste de flanco e de cratera.
Em decorrência disto, procura-se estabelecer condições de
corte, na usinagem de metais, onde estas formas de desgastes,
principalmente o desgaste de flanco, são dominantes sobre o
fim de vida da ferramenta de corte.

Usinagem
1)De cratera (área A);
2) Flanco (área B);
3)De entalhe (áreas C e D).

Prova UFMT - 2022 - POLITEC-MT - Perito Oficial Criminal - Perfil: Engenharia Mecânica

Usinagem
 Movimento entre os Processos
 Movimentos Ativos (causam diretamente a remoção de cavaco):
o de corte
o de avanço
o efetivo de corte
 Movimentos Passivos (não causam diretamente a remoção de
cavaco):
o de aproximação e afastamento
o de ajuste
o de correção

Usinagem
 o movimento de corte é o movimento entre a peça e a
ferramenta, o qual sem o movimento de avanço
origina somente uma única remoção de cavaco,
durante uma volta ou um curso.
 o movimento de avanço é o movimento entre a peça
e a ferramenta, que, acompanhado do movimento de
corte, origina um levantamento repetido ou contínuo
de cavaco, durante várias revoluções ou cursos.
 o movimento efetivo de corte é o resultante dos
movimentos de corte e de avanço, realizados ao
mesmo tempo. Não tomam parte direta na formação
do cavaco o movimento de posicionamento, o
movimento de profundidade e o movimento de
ajuste.

Usinagem
 o movimento de posicionamento é o movimento entre a peça e a
ferramenta, com o qual a ferramenta, antes da usinagem, é
aproximada à peça. Exemplo: a broca é levada à posição em que
deve ser feito o furo.
 movimento de profundidade é o movimento entre a peça e a
ferramenta, no qual a espessura da camada de material a ser
retirada é determinada de antemão. Exemplo: fixação, no torno, da
profundidade ap da ferramenta.
 movimento de ajuste é o movimento de correção entre a peça e a
ferramenta, no qual o desgaste da ferramenta deve ser compensado.
Exemplo: movimento de ajuste para compensar o desgaste do
rebolo na retificação.

Usinagem
Deve-se diferenciar também o percurso de corte, o percurso de avanço
e o percurso efetivo de corte.
 O percurso de corte lc, é o espaço percorrido sobre a peça pelo
ponto de referência da aresta cortante, segundo a direção de corte.
 O percurso de avanço lf é o espaço percorrido pela ferramenta,
segundo a direção de avanço.
 O percurso efetivo de corte Ie é o espaço percorrido pelo ponto de
referência da aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte

Usinagem
Deve-se distinguir a velocidade de corte, a velocidade de avanço e a
velocidade efetiva de corte.
 A velocidade de corte Vc é a velocidade instantânea do ponto de
referência da aresta cortante, segundo a direção a sentido de corte.
 A velocidade de avanço Vf é a velocidade instantânea da ferramenta
segundo a direção e sentido de avanço.
 A velocidade efetiva de corte Ve é a velocidade instantânea do ponto
de referência da aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte.
 O plano de trabalho (Pfe) é aquele contendo as direções (vetores das
velocidades) de corte e avanço, passando pelo ponto de corte
escolhido. Neste se realizam os movimentos que tomam parte na
formação de cavaco. Existe sempre um único plano instantâneo de
trabalho, mesmo quando o avanço tem componentes, pois
instantaneamente só há uma única direção de avanço.

Usinagem

Usinagem
As grandezas de corte são as grandezas que devem ser ajustadas na máquina
direta ou indiretamente para a retirada do cavaco.
 O avanço f é o percurso de avanço em cada volta ou em cada curso.
 A profundidade ou largura de corte é a profundidade ou largura de
penetração da aresta principal de corte, medida numa direção perpendicular
ao plano de trabalho. No torneamento propriamente dito, faceamento,
aplainamento, fresamento frontal e retificação frontal, ap corresponde à
profundidade de corte. No sangramento, brochamento, fresamento tangencial
(em particular fresamento cilíndrico) e retificação tangencial, ap corresponde
à largura de corte.
 A espessura de penetração e é de importância predominante no fresamento e
na retificação. É a espessura de corte em cada curso ou revolução, medida no
plano de trabalho a numa direção perpendicular à direção de avanço.

Usinagem
 Grandezas de Penetração

Prova UFPA - 2017 - UFPA - Técnico de Laboratório - Mecânica

Usinagem
 Cálculos nos Processo de Usinagem

Prova CESGRANRIO - 2011 - Petrobrás - Técnico de Manutenção Júnior - Mecânica

Prova: CESGRANRIO - 2011 - PETROQUÍMICA SUAPE - Engenheiro de Manutenção Pleno - Mecânica

Prova FUNDEP (Gestão de Concursos) - 2019 - Prefeitura de Uberlândia - MG -
Engenheiro Mecânico

Apresentação de Processos de Fabricação mecânicas

Mais conteúdo relacionado

Semelhante a Apresentação de Processos de Fabricação mecânicas

Último

Apresentação de Processos de Fabricação mecânicas