conformação eng. - processos de conformação

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL

DO PARANÁ

CAMPUS PONTA GROSSA

Prof. Dr. Luciano Augusto Lourençato

lalouren@yahoo.com.br

Unidade Curricular

“EM36E - Conformação Mecânica ”

Observações:

1) As aulas terão início às 15:50 e final às 18:10 horas.

2) Não será permitido a utilização de celular e Notebook ao decorrer

da aula.

1º Parte

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Programa

• Carga Horária: Total de Aulas Previstas = 54 + 4 APS

• Competência do Aluno:

– Reconhecer e diferenciar os tipos de processos de conformação

mecânica dos metais.

– Identificar os equipamentos e ferramentas utilizadas em conformação

mecânicas dos metais. Determinar as forças atuantes em conformação

mecânica dos metais.

– Conhecer os produtos da conformação mecânica e identificar os defeitos

decorrentes do processo.

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

EMENTA

• Conceitos gerais – Processos de conformação mecânica

• Equipamentos utilizados em conformação mecânica

• Textura e anisotropia

• Forças atuantes em conformação mecânica

• Ferramentas de conformação mecânica

• Produtos de conformação mecânica

• Defeitos em peças conformadas

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)

Mês Conteúdo das Aulas Nº de Aulas

Maio Classificação dos Processos de Conformação e Apresentação dos Processos em Geral 9

Junho Mecanismos de deformação plástica, Metalurgia, Forças atuantes em conformação mecânica e

Tensões (Deformações)

Entrega da 1º APS – Exercícios ligados aos tópicos acima apresentados

12

2

Julho / Agosto 1º Avaliação

Descrição do Processo de Laminação

Detalhamento do Processo

Tipos de laminadores (equipamentos adotados);

Mecânica da laminação: Cálculo de esforços e potência

Produtos obtidos

Defeitos ocorrentes no processo

Entrega da 2º APS – Exercícios ligados aos tópicos acima apresentados

3

6

1

Agosto Descrição do Processo de Forjamento

Detalhamento do Processo

Tipos de forjamento

Tipos de equipamentos adotados;

Produtos obtidos

Defeitos ocorrentes no processo

6

Agosto Descrição do Processo de Trefilação e Extrusão

Detalhamento do Processo

Tipos de trefilação

Tipos de equipamentos adotados;

Produtos obtidos

Defeitos ocorrentes no processo

Mecânica da trefilação: Cálculo de esforços, temperatura e velocidade do processo

Materiais ferramentas

Entrega da 3º APS –Exercícios ligados aos tópicos acima apresentados

6

1

Setembro Descrição do Processo de Estampagem

Classificação do processo

Tipos de equipamentos adotados;

Produtos obtidos

Defeitos ocorrentes no processo

Esforços no processo

Materiais ferramentas

2º Avaliação

Exame

6

3

3

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

MÉDIA FINAL = = P1*0,3 + P2*0,65 + APS*0,05%*((1ºAPS +2ºAPS + 3ºAPS)/3)

APROVAÇÃO: MÉDIA FINAL MAIOR QUE 6

APS = 0,05% de 10, ou seja, valor de igual a 0,5

1º Avaliação: 11 de Julho

2º Avaliação: 12 de Setembro

Exame: 19 de Setembro

Exame contendo todo o conteúdo do semestre para o aluno que

não atingir média superior á 6 (Média Final)

CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

• BRESCIANI F. (COORD.); ZAVAGLIA, C. A. C; BUTTON, E. G.; NERY, F. A. C. Conformação plástica dos metais. Editora da UNICAMP, 4º Edição, 1.996, 385 p.

• ALTAN, T., OH, S., GEGEL, H. Conformação de Metais: Fundamentos e Aplicações. São Carlos: EESC/USP, 1999.

• DIETER. G. E. Metalurgia Mecânica. G. E., Editora Guanabara Dois, 2º Edição, 1.981.

• SCHAEFFER, L. Conformação Mecânica. Porto Alegre – Editora Imprensa Livre, 2007, 221 p.

• SCHAEFFER, L. Forjamento – Introdução ao Processo. Porto Alegre – Editora Imprensa Livre, 2001, 202 p.

• SCHAEFFER, L. Conformação de chapas metálicas. Porto Alegre – Editora Imprensa Livre, 2001, 193 p.

• CETLIN, P. R.; HELMAN, H. Fundamentos da Conformação Mecânica. Editora Artliber, 2º Edição, 2005, 260 p.

• AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Source book on forming of steel sheet. Metal Parks, 1974. 456 p.

BIBLIOGRAFIA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

INTRODUÇÃO

• Qual o objetivo de um processo de conformação?

Alterar a forma de um corpo metálico para outra forma definida

e, agregar-lhe valor pelo qual o cliente irá pagar.

• Processos de conformação dividem-se em:

– Processos mecânicos: modificações provocadas pela

aplicação de tensões externas. Ex.: Usinagem e conformação

– Processos metalúrgicos: modificações relacionadas a altas

temperaturas. Ex.: Solidificação (fusão do material) e

sinterização (não chega a fundir o material)

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Mecânicos Emprego de Tensão

Metal no Estado Sólido

Metalúrgicos

Emprego de Temperatura

Metal no Estado Líquido

Usinagem

Fundição

Soldagem

Lingotamento

aplicada > ruptura aplicada < ruptura

Trefilação

Laminação

Extrusão

Forjamento

Metalurgia do pó

Taplicada < Tfusão Taplicada > Tfusão

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

INTRODUÇÃO

Estampagem

Conformação Plástica

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Processos de

Conformação Plástica

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

• Conformação Plástica:

– Modificação da forma/dimensões de um corpo metálico pela ação

de tensões mecânicas sem que haja remoção de material;

– Cerca de 80% de todos produtos manufaturados são submetidos,

em um ou mais estágios, de Conformação Plástica.

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

INTRODUÇÃO

Exemplo: Indústria automotiva; construção civil ; aeroespacial;

aparelhos de utensílios domésticos; transporte; indústria

eletrônica; etc..

• Parâmetros de processamento: devem serem adequados a

fim de garantir a qualidade e o custo competitivo dos produtos:

Velocidade;

Temperatura;

Equipamentos;

Ferramentas.

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Motor

Suspensão e freios

Diferencial Transmissão

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

1º - Tipo de Esforço Predominante;

2º - Temperatura de Trabalho

3º - Forma do Produto Final;

4º - Tamanho da Região de Deformação;

5º - Escoamento do Material;

6º - Produtos Obtidos.

CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS

DE CONFORMAÇÃO

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS

1º - Tipo de Esforço Predominante

– Por compressão direta - forjamento e laminação;

– Por compressão indireta - trefilação; laminação e estampagem

profunda;

– Por tração – estiramento de chapas

– Por cisalhamento – torção de barras e corte de chapas;

– Por flexão – dobramento livre, dobramento de borda,

dobramento de matriz e calandragem.

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS

2º - Temperatura de Trabalho

– Frio – Temperatura de trabalho menor que a a temperatura

que provoca a recristalização.

– Quente – Temperatura de trabalho maior que a temperatura

que provoca a recristalização.

– Morno - Temperatura de trabalho próxima da temperatura

que provoca a recristalização.

– Isotérmico - Temperatura de trabalho maior que a

temperatura que provoca a recristalização, porém constante.

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO A FRIO

Exemplos:

• Pequenas deformações (relativamente)

• Encruamento

• Elevada qualidade dimensional e superficial

• Normalmente empregado para “acabamento”

• Recuperação elástica

• Equipamentos e ferramentas mais rígidos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Exemplo: Ponta de eixo

CONFORMAÇÃO A QUENTE

• Grandes deformações;

• Recozimento;

• Baixa qualidade dimensional e superficial;

• Normalmente empregado para “desbaste”;

• Peças grandes e de formas complexas;

• Contração térmica, crescimento de grãos, oxidação;

Fonte: Catálogo de Prensas Schuler S.A.

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

• Reúne as características vantajosas do trabalho a frio e a quente

CONFORMAÇÃO AO MORNO

Ex: Auto-peças forjadas

Fonte: FACEM Spa - Itália

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

• reúne as características do trabalho a quente

• peça e ferramentas apresentam temperaturas próximas

• possibilidade de grandes deformações a taxas de deformação

reduzidas

CONFORMAÇÃO ISOTÉRMICO

Exemplo: Palheta de turbina

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

3º - Forma do Produto Final

• chapas, perfis

• tubos, fios, barras

laminação, estampagem

trefilação, extrusão

laminação, trefilação, extrusão

4º - Tamanho da Região de Deformação

• localizada

• generalizada estampagem, forjamento

CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS

6º - Produtos Obtidos

• semi-acabados

• acabados

processos primários

processos secundários ou finais

5º - Escoamento do Material

• contínuos

• intermitentes

laminação, trefilação, extrusão

estampagem, forjamento

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

VARIÁVEIS IMPORTANTES NA

CONFORMAÇÃO

MATERIAL DE PARTIDA

• Tensão de escoamento s (e , e , T , microestrutura);

• Conformabilidade

• Condições superficiais;

• Propriedades físicas/térmicas;

• Composição química e microestrutura inicial;

• Efeitos da modificação da microestrutura.

INTERFACE FERRAMENTAS/PEÇA

• Escoamento do metal;

• Capacidade de lubrificação;

• Aplicação e remoção.

.

REGIÃO DE DEFORMAÇÃO

• Velocidades, e, e, T .

• Lubrificante;

• Temperatura ;

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

VARIÁVEIS IMPORTANTES NA

CONFORMAÇÃO

FERRAMENTAS

• Geometria;

• Condições superficiais;

• Dureza/tenacidade;

• Temperatura;

• Rigidez e precisão.

EQUIPAMENTOS

• Geometria;

• Qualidade dimensional ;

• Rigidez e precisão.

PRODUTO

• Velocidade/produtividade;

• Capacidade de força/energia;

• Qualidade superficial;

• Microestrutura;

• Propriedades mecânicas.

• Ser humano;

• Poluição;

AMBIENTE

• Controle, utilidades.

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Placas Blocos Tarugos

Chapas

Folhas

Tubos

Perfis Trilhos Barras

Barras

Trefilados

Tubos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação com Matriz Fechada com

Rebarbas

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação em Matriz Fechada sem

Rebarbas

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Cunhagem

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Eletro-Recalque

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Forjamento por Extrusão Direta

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Forjamento por Retroextrusão

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Edentação (a) em uma Câmara e

(b) sem Restrição

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Forjamento Isotérmico

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Forjamento de Ogivas

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Forjamento em Matriz Aberta

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Forjamento Orbital

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Forjamento de Sinterizados

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Forjamento Radial

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Recalque com Punção Plano

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação de Chapas

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação de Perfis

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação de Anéis

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação de Tubos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação de Engrenagens

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação Transversal ou

Laminação por Cunhas

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação a Mandril de Tubos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação/Forjamento

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação Superficial

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Repuxo por Torneamento

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Laminação Oscilante de Tubos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Extrusão a Quente sem Lubrificação

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Extrusão a Quente Lubrificada

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Extrusão Hidrostática

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Trefilação

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Trefilação com Rolos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Calibração de Paredes (Ironing)

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Estiramento de Tubos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Dobramento

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Calandragem

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação de Perfis com Rolos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Nervuramento (androforming)

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação por Envelhecimento

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação por Alongamento

(creeping)

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação por Tempera em Matriz

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Rolagem

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Embutimento Profundo

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação com Punção Flexível

(marforming)

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação com Sapata de Borracha

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Hidroconformação com

Diafragma de Borracha

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Escareamento por Prensagem

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação por Martelos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação por Explosão

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação Eletromagnética

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Conformação de Degraus ou

Entalhamento

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA

Abaulamento de Tubos

CONFORMAÇÃO

MECÂNICA