GAMA DE TEMPERATURAS HOMÓLOGAS PARA VÁRIOS PROCESSOS
2.1.2. Variantes dos processos de conformação e de corte
A aplicação dos processos de corte e conformação é bastante diversificada, como tal, existem algumas variantes do processo, dependentes do tipo de forças que são aplicadas durante o mesmo e do tipo de produto a obter, que se enquadram nas seguintes categorias:
1. Laminagem – Consiste em fazer passar metal por dois rolos fazendo com que este deforme plasticamente, podendo ser realizado a frio ou a quente. É o processo de fabrico de metais mais utilizado, uma vez que permite uma elevada reprodutibilidade e cadência. Os rolos provocam elevadas tensões de compressão, assim como elevadas tensões de corte na superfície, devido à fricção entre eles e o metal. Em casos mais complexos, este processo permite obter barras e perfis de forma irregular (Bresciani, 2011).
Figura 2.10 – Princípio do processo de Laminagem 13
13 Adaptado de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6pwAF/processos‐fabricacao Cilindro Superior
Cilindro Inferior
2. Forjamento – É um processo de obtenção de peças metálicas com base na aplicação de pressão e que pode ocorrer a quente ou a frio. O forjamento pode realizar‐se em matriz aberta (Figura 2.11) para peças de geometria mais simples, de grandes dimensões ou para reduzidas cadências, ou então em matriz fechada (Figura 2.12) para peças com tolerâncias mais apertadas, ou fabricadas em grandes séries. Neste caso, as peças são geralmente maquinadas antes de serem colocadas na matriz, para facilitar um correto posicionamento na mesma (Brito, 2005).
Figura 2.11 – Princípio do processo de Forjamento em Matriz Aberta 14
Figura 2.12 – Princípio do processo de Forjamento em Matriz Fechada 15
14 Adaptado de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6pwAF/processos‐fabricacao
15 Adaptado de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6pwAF/processos‐fabricacao Matriz Superior
Peça Bruta
Matriz Inferior
Punção
Peça Bruta
Matriz
3. Extrusão – Consiste em fazer passar um bloco de metal por uma fieira, reduzindo a sua secção sob elevada pressão. Permite obter barras cilíndricas ou tubos mas, dependendo do material, pode ser possível extrudir formas mais complexas.
Normalmente, para facilitar o processo, o metal é extrudido a temperaturas altas, reduzindo a sua resistência à deformação. A extrusão pode ser direta (Figura 2.13) ou inversa (ou indireta) (Figura 2.14), dependendo se a saída de material se dá no sentido do movimento do êmbolo, ou no sentido contrário. Normalmente, na extrusão inversa, o que se verifica é que o punção fica estático, enquanto a matriz avança com o material no seu interior. Isto reduz a força provocada pela fricção entre o material e a parede da matriz, uma vez que não há movimento relativo entre eles (Rossi, 1979).
Figura 2.13 – Princípio do processo de Extrusão Direta 16
Figura 2.14 – Princípio do processo de Extrusão Inversa 17
16 Adaptado de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6pwAF/processos‐fabricacao
17 Adaptado de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6pwAF/processos‐fabricacao Punção Fieira
Material Extrudido
Material Extrudido Fieira
Punção
4. Quinagem – É um processo que permite obter geometrias planificáveis (cilíndricas, cónicas ou prismáticas) deformando plasticamente uma chapa. A máquina onde o processo é realizado, denominada por quinadora, carateriza‐se por possuir uma mesa comprida e estreita, onde é possível acoplar uma grande variedade de ferramentas. Aplica‐se sobretudo a pequenas séries de fabrico, apesar do avanço tecnológico permitir que se integre à produção em série.
Um dos principais parâmetros deste processo consiste no raio de curvatura da chapa quinada. Para raios de curvatura muito reduzidos (quando comparados com a espessura da chapa) poderão surgir valores muito elevados de tensões tangenciais nas fibras do raio exterior da chapa (raio maior), podendo ocorrer fissuração ou até mesmo fratura da chapa. Deste modo, é habitual definir um raio
Figura 2.15 – Princípio do processo de Quinagem 18
18 Adaptado de: http://msvs‐dei.vlabs.ac.in/images/SheetMetal/bending.jpg Punção
Peça
Matriz
5. Corte em prensa – É um processo onde uma chapa metálica sofre separação através do movimento relativo de duas lâminas. Basicamente, é provocada uma deformação plástica entre as arestas de corte, provocando a rotura da chapa, propagando‐se de forma a separar completamente o material. Entre as arestas de corte existe uma folga (uma das variantes mais importantes deste processo) que depende do material e do seu estado, deverá estar compreendida entre um intervalo que otimize a força necessária para o corte e a qualidade conseguida por este. Para materiais mais frágeis, a folga deverá ser menor, uma vez que a sua deformação plástica é menor; para materiais mais dúcteis, como é necessária uma maior deformação plástica para atingir rotura, a folga deverá ser maior, assim como a penetração do punção (Rocha, et al., 1990).
Figura 2.16 – Princípio do processo de Corte em prensa 19
19 Adaptado de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6pwAF/processos‐fabricacao
Porta‐punções Cerra‐chapas
Matriz
Peça
Tira de chapa Vista Lateral
Vista Superior (apenas chapa)
6. Trefilagem – É um processo um pouco semelhante à extrusão que permite obter barras, tubos e cabos mas, em vez do material ser comprimido contra uma fieira, é tracionado, e a fieira (habitualmente em carboneto de tungsténio para prolongar a sua vida útil) normalmente tem uma forma cónica.
Ao atravessar a fieira o diâmetro do material vai diminuindo, enquanto que o seu comprimento vai aumentando, obtendo um produto com excelente controlo dimensional e bom acabamento superficial (Rodrigues, et al., 2010).
Figura 2.17 – Princípio do processo de Trefilagem 20
7. Embutidura – Consiste em criar formas de relevo a partir de uma chapa plana. A chapa plana é colocada sobre a matriz e pressionada por um punção de maneira a conferir a forma desejada, deformando plasticamente a chapa (Brito, 2005).
Figura 2.18 – Princípio do processo de Embutidura 21
20 Adaptado de: http://www.substech.com/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?w=&h=&cache=cache&media=drawing.png
21 Adaptado de: http://deepdrawing‐natlmfg.blogspot.pt/
Punção
Cerra‐chapas
Chapa Matriz
Fundo Flange Peça
Fieira
Força de tração