O documento discute os processos de conformação plástica de metais. Estes processos podem ser divididos em processos metalúrgicos e processos mecânicos. Os processos mecânicos incluem usinagem de corte como torneamento e fresamento, e deformação plástica como extrusão, forjamento, laminação e estampagem. Várias variáveis influenciam estes processos como propriedades do material, geometria das ferramentas, equipamento e condições na interface entre a ferramenta e a peça.

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.

6.  Retificação
Figura 3 – Esquema da operação de retificação.

7. Conformação por deformação plástica
 Extrusão
Figura 5 – (a) Esquema do processo de extrusão; (b) Equipamento.
(a) (b)

8.  Forjamento
(a) (b)
Figura 8 – (a) Esquema do processo de forjamento; (b) Processo real de
forjamento.

9.  Laminação
(a) (b)
Figura 9 – (a) Esquema do processo de laminação; (b) Imagem
real do processo de laminação.

10.  Trefilação
(a) (b)
Figura 10 – (a) Esquema do processo de trefilação; (b) Processo real de
trefilação.

11.  Estampagem
Corte
Figura 11 – (a) Esquema do processo de corte; (b) Processo real de
corte.
(a)
(b)

12. Dobramento
Figura 12 – (a) Esquema do processo de dobramento; (b) Processo real
de dobramento.
(a)
(b)

13. Embutimento (Profundo)
Figura 14 – (a) Esquema do processo de Embutimento; (b) Processo real
de Embutimento.
(a)
(b)

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.

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.