Universidade de Brasília

Faculdade de Tecnologia

Departamento de Engenharia Mecânica

Conformação Mecânica

Disciplina: Tecnologia Mecânica 2

Professor: Milton Siqueira

Aluno: Vinícius Arthur Lima

Matricula: 09/0134940

Brasília, 11 de junho de 2014

INTRODUÇÃO E OBJETIVO

Pode-se definir conformação mecânica como a modificação da forma de um corpo para outra

forma pré-definida, com geometria e dimensões controladas, pela aplicação de esforço

mecânico.

Este relatório tem como objetivo familiarizar os alunos com as diversas formas possíveis de

conformação mecânica exemplificado na oficina do ENM (Engenharia Mecânica) SG-9 com

os diversos equipamentos de conformação mecânica existente na oficina do ENM e suas

aplicações, apresentado uma série de materiais usados na Conformação Mecânica bem como

várias máquinas de uso geral em oficinas mecânicas.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Entende-se como conformação dos metais a modificação de um corpo metálico para

outra forma definida.Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos:

processos mecânicos, nos quais as modificações de forma são provocadas pela aplicação de

tensões externas, e processos metalúrgicos, nos quais as modificações de forma estão

relacionadas com altas temperaturas.

Os processos mecânicos são constituídos pelos processos de conformação plástica, para os

quais as tensões aplicadas são geralmente inferiores ao limite de resistência à tração (σ U), e

pelos processos de conformação por usinagem, para os quais as tensões aplicadas são sempre

superiores ao limite mencionado. A forma final, portanto, é obtida por retirada de material.

Esses processos são também denominados “Processos de Conformação Mecânica” pela sua

natureza.

Os processos metalúrgicos subdividem-se em conformação por solidificação, para os quais a

temperatura adotada é superior à temperatura de fusão (TF) do metal, e a forma final é obtida

pela transformação líquido-sólido, e conformação por sinterização, em que a temperatura de

processamento é inferior ao ponto de fusão do metal (metalurgia do pó).

Os processos de conformação plástica são responsáveis por mais de 80% de todos os

produtos metálicos produzidos são submetidos, em um ou mais estágios, a tais processos.

Os processos de conformação plástica dos metais permitem a obtenção de peças em estado

sólido, com características controladas, através da aplicação de esforços mecânicos em

corpos metálicos iniciais que mantêm o seu volume constante. De uma forma resumida, os

objetivos desses processos são a obtenção de produtos finais com especificação de:

a) Dimensão e forma.

b) Propriedades mecânicas.

c) Condições superficiais.

Os processos de conformação plástica podem ser classificados de acordo com vários critérios:

a) Tipo de esforço predominante.

b) Temperatura de trabalho.

c) Forma do material trabalhado ou do produto final.

d) Tamanho da região de deformação (localizada ou geral).

e) Tipo de fluxo do material (estacionário ou intermitente).

f) Tipo de produto obtido (semiacabado ou acabado).

Os processos de conformação plástica podem ser classificados em:

Forjamento: conformação por esforços compressivos tendendo a fazer o material assumir o

contorno da ferramenta conformadora, chamada matriz ou estampo.

Laminação: conjunto de processos em que se faz o material passar através da abertura entre

cilindros que giram, modificam (em geral reduzindo) a seção transversal; os produtos podem

ser placas, chapas, barras de diferentes seções, trilhos, perfis diversos, anéis e tubos.

Trefilação: redução da seção transversal de uma barra, fio ou tubo, “puxando-se” a peça

através de uma ferramenta (fieira, ou trefila) com forma de canal convergente.

Extrusão: processo em que a peça é “empurrada” contra a matriz conformadora, com

redução da sua seção transversal. a parte ainda não extrudada fica contida num recipiente ou

cilindro (contêiner); o produto pode ser uma barra, perfil ou tubo.

Figura 1: Processos de conformação dos metais

Estampagem : Estampagem é um processo de conformação mecânica, geralmente realizado

a frio, que engloba um conjunto de operações. Por meio dessas operações, uma chapa plana é

submetida a transformações que a fazem adquirir uma nova forma geométrica, plana ou oca;

Os processos de conformação podem ser classificados de acordo com o tipo de esforço

predominante em:

a) Processo de conformação por compressão direta.

b) Processo de conformação por compressão indireta.

c) Processo de conformação por tração.

d) Processo de conformação por cisalhamento.

e) Processo de conformação por flexão.

Nos processos de conformação por compressão direta, predomina a solicitação externa por

compressão sobre a peça de trabalho a exemplo do forjamento e da laminação.

Nos processos de conformação por compressão indireta, as forças externas aplicadas sobre a

peça podem ser tanto de tração como de compressão, mas as que efetivamente provocam a

conformação plástica do metal são as de compressão indireta, desenvolvidas pela reação da

matriz sobre a peça, a exemplo da trefilação, da extrusão e da estampagem profunda.

O principal exemplo de processo de conformação por tração é o estiramento de chapas em

que a peça toma a forma da matriz pela aplicação de forças de tração em suas extremidades.

Os processos de conformação por cisalhamento envolvem forças cisalhantes suficientes para

romper o metal no seu plano de cisalhamento. Os melhores exemplos desse tipo de processo

são a torção de barras e o corte de chapas.

Nos processos de conformação por flexão, as modificações de forma são obtidas mediante a

aplicação de um momento fletor a exemplo do dobramento de chapas e das tiras dobradas.

Em relação à temperatura de trabalho, os processos de conformação podem ser classificados

em processos com trabalho mecânico a frio e com trabalho mecânico a quente. Quando a

temperatura de trabalho é maior que a temperatura que provoca a recristalização do metal, o

processo é denominado como trabalho a quente e, abaixo dessa temperatura, o trabalho é

denominado como a frio.

No trabalho mecânico a frio, provoca-se o aparecimento no metal do chamado efeito de

encruamento, ou seja, o aumento da resistência mecânica com a deformação plástica. O

trabalho mecânico a frio permite aumentar a resistência mecânica de certos metais não-

ferrosos que não são endurecíveis por tratamentos térmicos. No trabalho mecânico a quente, a

deformação plástica é realizada numa faixa de temperatura, e durante um determinado tempo

em que o encruamento é eliminado pela recristalização do metal.

Figura 2: Imagem ilustrando a conformação mecânica

MATERIAL E MÉTODO

Os equipamentos usados na oficina foram os seguintes: policorte, guilhotinas, esmilhadeira,

calandra e dobradeiras.

Guilhotina (ou tesoura): é uma máquina onde, geralmente, a faca inferior é presa na base da

máquina (parte imóvel), e a faca superior, na parte móvel, que desce para fazer o corte.

A folga de corte na guilhotina entre as partes móveis do ferramental deve ser definida em

função do tipo e espessura do material a ser cortado.

E ela é muito importante, pois é um dos fatores que influenciam na qualidade do corte. Uma

folga inadequada (em excesso ou muito apertada) produzirá rebarbas no corte.

A ausência de folga danifica os elementos da ferramenta envolvidos no processo.

Outros fatores importantes para um bom corte são:

Controle do estado de afiação das facas;

Alinhamento preciso das facas;

Robustez estrutural da máquina adequada às solicitações de forças para o corte;

Correta instalação da máquina no piso fabril.

Uma instalação inadequada afeta tanto a estrutura geométrica como a vida útil da máquina,

do ferramental envolvido e consequentemente, desestabiliza a qualidade do corte das peças.

Podem-se alcançar melhorias na produtividade desse processo ajustando-se as variáveis das

máquinas, como a inclinação da faca, a velocidade de corte e a capacidade de corte para

diferentes espessuras de chapas.

Figura 3: Guilhotina

Dobradeira: A prensa dobradeira é uma máquina muito utilizada no parque industrial, elas são

máquinas que realizam dobras e fazem perfis dobrados em chapas de aço e em estruturas

metálicas.

O Princípio de funcionamento de uma prensa dobradeira é quando os dois pistões que se

encontram na parte superior da máquina são acionados pelo operador apertando o pedal na

base da máquina, com isso, o martelo desce e conforma do material que esta em sua base. A

prensa dobradeira pode ter diferentes tamanhos que vai de acordo com a necessidade de

fabricação de cada peça.

Calandra: A máquina usada para curvar chapas chama-se calandra. Na calandra são curvados

chapas, perfis e tubos. As peças podem ser curvadas de acordo com o raio desejado. Nesse

tipo de máquina é que se fabricam corpos ou costados de tanques, caldeiras, trocadores de

calor, colunas de destilação etc.

A calandra é constituída por um conjunto de rolos ou cilindros com movimento giratório e

pressão regulável. O material a ser curvado é colocado entre rolos que giram e pressionam até

que o curvamento esteja de acordo com as dimensões desejadas

Figura 5: Calandra

Figura 4: Dobradeira

Policorte: policorte é um equipamento utilizado, para corte de vergalhões, tubo e outra peça

de metal.

Esmilhadeira: Utilizada em serviços de corte, desbaste e rebarbação em metais e soldas em

caldeirarias, serralherias, fundições, departamentos de manutenção industrial, funilarias,

metalúrgicas, etc.

Esmilhadeira ou rebarbadora é uma ferramenta eléctrica portátil utilizada para trabalhos onde

é necessário esmerilar, aparar rebarbas e cortar metais (chapa metálica, perfis de alumínio,

chapas em ferro fundido) e materiais de construção (pedra, tijolo, blocos, betão armado,

cerâmica, etc...). É composta de um pequeno motor eléctrico que aciona um disco ou esmeril

que desbasta o objeto em trabalho por abrasão.

Empregada, também no desbaste ou acabamento em concreto aparente. Elas podem ser

elétricas ou pneumáticas portáteis de alta rotação.

Na oficina do ENM (Engenharia Mecânica), durante a execução da aula prática da oficina

foram demonstrados também alguns equipamentos num forjamento de um pé de cabra,

equipamentos tais como o martelo de forja.

Martelos de forja, que deformam o metal através de rápidos golpes de impacto na superfície

do mesmo.

Figura 6: Policorte

Figura 7: Martelo de Forja

Resultado e Discussões

A aula prática consistiu na apresentação das ferramentas pelo técnico e complemento

teórico transmitido pelo professor nos diversos processos de conformação, demonstrando o

uso das máquinas utilizadas nos processos de conformação mecânica de forma geral.

Máquinas e equipamentos dos diversos processos de conformação mecânica foram

demonstrados com clareza e também foi mostrada de forma pratica o uso cotidiano de cada

uma das máquinas da conformação mecânica.

Foi forjado um pé de cabra, pelo técnico através do martelamento de uma barra de ferro de

construção civil e também foi feita uma estampagem em uma chapa metálica. Na máquina

conhecida como guilhotina o professor explicou os conceitos de faca e contra faca, além de

explicitar como usar a guilhotina através da espessura do material cortado, e o risco do uso

por pessoas não capacitadas. Na máquina conhecido como calandra o técnico demonstrou

como usar os rolos para fazer curvas nos metais. Foram demonstradas também outras

máquinas como policorte, dobradeira. Também foram apresentadas bielas confeccionadas na

indústria através do forjamento, varias bielas mostradas em diferentes etapas do forjamento.

Forma apresentadas noções de segurança de trabalho, pois os equipamentos e máquinas da

conformação mecânica são de porte industrial, onde o uso indevido pode ocasionar graves

acidentes se não utilizados de forma adequada.

CONCLUSÃO

Diversas formas de conformação mecânica foram demostradas visando demonstrar os

principais equipamentos e máquinas e suas aplicações industriais. O processo de

conformação mecânica teve sua importância explicitada mostrando ser uma forma eficiente e

barata de dar forma final a diferentes tipos de peças e materiais. Assim conclui-se sobre a

importância da prática na oficina, pois com ela foi possível ver equipamentos e processos

industriais de conformação, integrando a teórica e a prática mostrando de forma direta e

objetiva os processos e as aplicações da conformação mecânica.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Roteiro TECMEC 2 - professor Milton Siqueira

2. Apostila Conformação Mecânica UTFPR (Universidade Tecnológica Federal do

Paraná) - professor Fábio Martins

3. Apostila Conformação Mecânica - professor Otávio Fernandes Lima da Rocha

Conformação Mecânica