Práticas De Processos De Natureza Mecânica (19046)-Gabarito Das Autoatividades

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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE 
NATUREZA MECÂNICA
2020
Profª. Vanessa Moura de Souza
GABARITO DAS 
AUTOATIVIDADES
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
UNIDADE 1
TÓPICO 1 
1 Para o ensaio de compressão, calcule a deformação verdadeira (ϕz 
= ϕh) e a deformação relativa (εz), sendo h0 = 20 mm e h1 = 10 mm, 
com um diâmetro inicial igual a 15 mm (d0 = 15 mm). Calcule, tam-
bém, a deformação nas outras duas direções principais e a deforma-
ção equivalente.
R.:
2 Para o ensaio de compressão de um corpo cilíndrico, calcule a ve-
locidade no início e no final do ensaio, e a velocidade de deforma-
ção média do ensaio realizado. A velocidade de deformação média 
é dada por │ϕh│ / t.
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
3 Um corpo de forma geométrica cilíndrica, com dimensões h0 = 30 
mm e d0 = 20 mm, é submetido a uma compressão sem atrito. O dia-
grama mostra um registro da força x deslocamento. 
 
a) Qual é o valor da tensão de escoamento inicial após o término do 
teste? 
R.:
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
b) Qual é o valor da deformação equivalente de acordo com Tresca 
e com von Mises?
R.: Deformação equivalente:
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
TÓPICO 2
1 Para trefilar um arame com diâmetro inicial de 7 mm até o diâ-
metro final de 6 mm, determine o número mínimo de passes ne-
cessários para executar o processo. Por simplificação, considere as 
reduções sempre iguais em cada passe.
Dados: 
• Diâmetro da bobinadeira de 400 mm.
• Rotação da bobinadeira fixa em 300 rpm.
• Material do arame: CK 10 (DIN) – 216,0740 ϕ⋅=fk e MPak f 2600 = .
• Coeficiente de atrito (μ) na interface fieira/material igual a 0,06.
• Semiângulo (α) da fieira na região de trabalho igual a 9°.
a) Calcule a força de trefilação e a potência em cada passe utilizando 
a formulação de Siebel.
R.: O cálculo das velocidades será necessário para determinar a po-
tência:
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
O cálculo das deformações será necessário para determinar a resis-
tência ao escoamento do material à medida que este se deforma:
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b) Calcule o grau de esforço em cada passe e diga se é possível rea-
lizar as reduções.
2 Trefilação é um processo de conformação para a fabricação de fios, 
eixos, tubos etc. Pode ser realizada pela passagem da matéria-prima 
através de uma fieira, reduzindo, assim, seu diâmetro e aumentan-
do o seu comprimento. Para que isso ocorra sem danos à superfície 
do material e à ferramenta, é necessária a lubrificação. Defina o que 
é essa etapa e seus principais objetivos.
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R.: Lubrificação é a interposição entre duas superfícies em contato de 
uma camada de material com resistência ao cisalhamento mais baixa. 
Existem três tipos básicos de lubrificação: lubrificação seca, líquida e 
limite. O objetivo é formar uma camada de lubrificante entre o ma-
terial e a fieira, a fim de diminuir a força necessária para trefilar e, 
assim, conseguir trefilar o arame sem romper e sem riscar sua super-
fície, e diminuir o desgaste da fieira, aumentando o tempo de duração 
sem a necessidade de troca. 
TÓPICO 3 
1 Uma tira (400 mm de largura e 2,5 mm de espessura) é laminada 
com tração (F = 250 kN). A resistência ao escoamento da tira é de 500 
N/mm2. Qual é a pressão da laminação necessária, desconsiderando 
o atrito e empregando a teoria de escoamento de Tresca? Com um 
raio do cilindro de laminação de 300 mm e sem variação na largura 
da tira, calcule a força de laminação, desconsiderando, também, o 
achatamento do cilindro.
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2 Forjamento é o processo de conformação que molda uma peça por 
meio do martelamento ou prensagem de um billet. A ferramenta 
utilizada se chama matriz. Dentro desse contexto, descreva quatro 
mecanismos de falhas de matrizes.
R.: Desgaste abrasivo: é a perda do material superficial de uma su-
perfície sólida decorrente de ações mecânicas. É o tipo mais comum 
de desgaste causado, basicamente, pela diferença de dureza entre a 
superfície da peça e a superfície da matriz e da rugosidade.
Fadiga mecânica: decorre de uma degeneração progressiva e localiza-
da na microestrutura quando o material é submetido a um carrega-
mento cíclico.
Fadiga térmica: normalmente encontrada em matrizes de forjamento 
à quente em regiões onde existe um longo tempo de contato entre a 
peça sendo forjada e a ferramenta.
Deformação plástica: deformação permanente da superfície da ferra-
menta em decorrência de tensões maiores do que a tensão de escoa-
mento do material.
UNIDADE 2
TÓPICO 1 
1 Fresagem é um processo mecânico de usinagem destinado à ob-
tenção de quaisquer superfícies, com o auxílio de ferramentas, ge-
ralmente, multicortantes. Existem três métodos diferentes de fre-
sagem: movimento discordante, concordante e combinado. Cite e 
explique cada um deles.
R.:
• Movimento discordante: o movimento de avanço pode levar a peça 
contra o movimento de giro do dente da fresa.
• Movimento concordante: quando o movimento da peça é no mesmo 
sentido do movimento do dente da fresa.
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• Movimento combinado: ocorre quando a fresa tem seu eixo dentro 
do campo de corte da peça. Assim, uma parte do corte ocorre em fre-
sagem concordante e, a outra, em discordante.
2 O engenheiro de uma empresa precisa calcular o desbaste de um 
canal com uma fresa de topo de aço rápido de seis dentes, com diâ-
metro de 40 mm, em um bloco de aço liga e Vc de 30 mm/min. Defina 
o RPM (n) e o avanço (a) da mesa a serem regulados na fresadora 
ferramenteira do laboratório de usinagem. 
TÓPICO 2
1 Coordenadas absolutas são as que se relacionam sempre com um 
ponto de referência fixo no desenho. Realize as coordenadas abso-
lutas da peça a seguir:
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R.:
R.:
Eixo X Eixo Y
Ponto 1 20 35
Ponto 2 50 60
Ponto 3 70 20
Eixo X Eixo Y
Ponto 1 20 35
Ponto 2 30 25
Ponto 3 20 -40
2 No sistema de coordenadas incrementais, a origem é estabeleci-
da em cada movimento da ferramenta. Desenvolva as coordenadas 
dentro desse sistema, conforme o exposto a seguir:
3 A programação de CNC exige o conhecimento das normas e das 
funções existentes. Dentro desse contexto, realize a programação da 
peça a seguir:
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
R.:
Ponto A B C D E F G H
X 3 7 7 11 16 16 18,7 18,7
Z 0 -2 -5,5 -7,5 -10 -59 -18 -30
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
TÓPICO 3
1 Corte é um processo de separação ou remoção de materiais, que 
pode ser convencional, em alta velocidade ou corte fino. Existe algu-
ma norma que classifica esse processo?
R.: Sim, o processo de corte de chapas é classificado conforme norma 
alemã na DIN 8580.
2 Laser é a amplificação da luz por emissão estimulada de radiação. 
É um sistema que produz um feixe de luz coerente e concentrado 
por meio de estimulações eletrônicas, sendo o mais avançado pro-
cesso tecnológico para corte térmico. Quais são as vantagens e as 
desvantagens desse processo?
R.: Vantagens:
• Alta precisão.
• Excelente qualidade da superfície cortada.
• Níveis mínimos de deformação.
• Mínima zona termicamente afetada.
• Pouca perda de material.
• Alta velocidade de corte.
• Extrema versatilidade de processar diversos tipos de materiais.
• Sistema automatizado, que possibilita o corte de figuras geométri-
cas complexas.
Desvantagens:
• Alto investimento inicial na compra do equipamento.
• Alto custo de manutenção do equipamento (lentes, lâmpadas).
• Necessidade de capacitação dos operadores e programadores.
• Qualidade dos gases utilizados.
• Assistência técnica.
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
UNIDADE 3
TÓPICO 1 
1 O processo de metalurgia do pó é inovador e utiliza matéria-prima 
em pó, otimizando, assim, o seu uso. É versátil, pois se adapta a di-
versos tipos de matrizes. Dentro desse contexto, descreva as etapas 
desse processode fabricação.
R.:
• Obtenção dos pós.
• Mistura.
• Prensagem do pó.
• Sinterização.
2 A peça fabricada por metalurgia do pó apresenta bom acabamento 
superficial e adequadas tolerâncias dimensionais, porém, algumas 
características devem ser conhecidas e controladas. Quais são essas 
características?
R.: Distribuição e tamanho da partícula; formato da partícula; porosi-
dade; estrutura da partícula; densidade aparente; compressibilidade; 
composição química; e pureza.
TÓPICO 2
1 Por não haver limites para a confecção de formas de moldes e con-
juntos fundidos, a fundição é considerada o processo com a maior 
liberdade de formatos disponíveis. Nesse contexto, descreva aplica-
ções de peças fundidas.
R.: Pequenas peças com poucas gramas, como joias, até aquelas com 
dezenas de toneladas, como turbinas para hidroelétricas, peças de 
navio e potes de escória, podem ser produzidas por fundição. São 
exemplos: eletrodomésticos, como carcaça de motores, componentes 
de compressores, peças injetadas e outros componentes; na parte elé-
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
trica, carcaças de proteção em equipamentos e componentes, carcaça 
de motores; na indústria, carcaças e peças de máquinas como torno, 
fresas, furadeiras, plainas; em saneamento e água para cidades, os 
tubos fundidos de grande porte, as válvulas, as conexões, as tampas e 
a estrutura de bueiros e as portas de acesso, os equipamentos de pro-
teção; peças automotivas; peças aeroespaciais; brinquedos; peças de 
informática; utilidades domésticas; ourivesaria; peças de decoração; 
artes plásticas; e peças para a área médica; entre outras.
2 Fundição é a fabricação de peças metálicas por meio do preenchi-
mento, com metal líquido, de um molde cuja cavidade apresenta 
dimensões similares às da peça que se deseja produzir. Quais são 
as etapas para obtenção de uma peça fundida?
R.:
• projeto da peça;
• projeto do modelo;
• confecção do modelo;
• confecção do molde;
• fusão do metal;
• vazamento do molde;
• limpeza e rebarbação; 
• controle de qualidade.
3 O molde é o espaço que utilizamos para inserir o metal-líquido e 
modelar a peça. Para a moldagem, precisamos da areia como supor-
te para as peças. Essa areia é chamada de areia de moldação. Classi-
fique os tipos de areias de fundição.
R.: As areias de fundição podem ser classificadas quanto:
• à origem: natural, semissintética ou sintética;
• ao uso: nova ou reciclada;
• ao emprego: areia de moldagem e areia de macho;
• ao estado de umidade: úmida (verde) ou seca (estufada).
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PRÁTICAS DE PROCESSOS DE NATUREZA MECÂNICA
TÓPICO 3
1 Estampagem é um processo de conformação que utiliza uma ma-
triz e uma matéria-prima para produzir produtos de maneira rápida 
e eficiente. O que caracteriza os processos de estampagem?
R.: O processo é caracterizado por utilizar matérias-primas de espes-
suras finas, como chapas e tubos.
2 A estampagem é utilizada em diversos segmentos na área da en-
genharia mecânica, desde peças simples até as mais complexas. O 
controle de qualidade deve ser igualmente rígido. Dentro desse 
contexto, quais são as características desejáveis de chapas destina-
das à estampagem na indústria automobilística?
R.: Boa resistência; boa estampabilidade; acabamento superficial óti-
mo; boa resistência à corrosão.
3 A seguir, são listados diversos itens do processo de estampagem. 
Para cada item, cite os principais parâmetros relacionados a esse 
processo.
• Parâmetros tecnológicos.
• Material.
• Equipamento.
• Ferramental.
R.: Parâmetros tecnológicos: força, energia, deslocamento e velocida-
de.
Material: tensão e microestrutura.
Equipamento: velocidade da punção, profundidade, força e desloca-
mento.
Ferramental: fixação, temperatura e deformação.