Resumo Segunda Prova Conformação

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Objetivo Conformação Mecânica: seu principal objetivo é analisar os processos de fabricação de peças por meio de deformação plástica, determinando seus esforços externos. O estudo de tensões a qual deve ser submetido o material é importante afim de que o mesmo possua as dimensões desejadas. Conhecer estas tensões é importante pois ajuda na análise de possíveis defeitos, fraturas e permite agir de forma preventiva prescrevendo formas de evitar estes inconvenientes. Método da deformação homogênea: Utiliza o principio da tração pura, o mais simples de deformar. Todo corpo de prova, com exceção dos extremos, está livre para se deformar. Até o momento da estricção o corpo de prova sobre apenas deformação homogênea. É o método que utiliza menos energia. Obs é válido para compressão quando não há atrito entre as placas. Em processos reais não ocorre deformação homogênea, os valores deste método constituem uma mera aproximação. Ao adicionar coeficientes, estamos tentando corrigir as discrepâncias, porém o método se torna empírico. Método dos blocos: método teórico que se baseia em hipóteses simplificadoras as quais permitem uma descrição simples dos processos. Estado de tensões fictício, mas geram uma aproximação razoável. Direção axial possui variação dominante nas tensões e são supostas tensões perpendiculares. Supomos que as direções principais das tensões podem ser como um sistema coordenado de referencia, onde são predominantes em uma direção e consideradas uniformes em relação a outras. Equações obtidas através de hipóteses de equilíbrio. Método do limite superior: consiste em encontrar uma geometria de fluxo expressada através de campos de velocidades os quais descrevam cinematicamente o processo em estudo. Com este campo podemos calcular a força necessária para a deformação e também sua energia necessária. Deve seguir restrições: condição de incompressibilidade, descontinuidade só ocorra tangencialmente aos limites do campo. As condições de equilíbrio não precisam ser satisfeitas. Vários campos de velocidade são possíveis para descrição do processo, todos eles conduzindo a cargas superiores as necessárias para deformar o material. Na prática o mais adequado é o que conduz ao menor limite superior.
Trefilação: consiste em forçar a passagem de uma barra através de uma fieira mediante a aplicação de uma tração à saída desta fieira. Processo: a barra é apontada e inserida através da fieira sendo em seguida presa por garras de tração; Resultados: diâmetro reduzido, produto de seção menor e comprimento maior com boa qualidade superficial e bom controle dimensional. A barra original e o produto final possuem simetria axial. Trabalho redundante: quando o metal se aproxima da matriz, movimento paralelo ao eixo, ao entrar em contato com a matriz adiciona-se a sua velocidade inicial uma componente perpendicular ao eixo (radial). Quando sai da matriz segue novamente o movimento paralelo do eixo. O material sofre um processo interno de deformação cisalhante, além daquele necessário para sua deformação homogênea, que nada contribui para as mudanças dimensionais. Na prática, como se utilizam pequenos ângulos e grandes reduções o efeito do trabalho redundante é desprezado. Ângulo ótimo: ângulo onde ocorre um compromisso entre as perdas por atrito e o trabalho redundante. Depende da redução e das condições de atrito. Este ângulo minimiza para cada caso a tensão de trefilação. Zona morta: região com velocidade absoluta nula. Ocorre quando o material é trefilado através de ângulos grandes, separando uma zona de metal que adere a matriz e não continua mais com o fluxo normal do metal. Descascamento: em consequência do grande ângulo a zona morta não consegue aderir a matriz e começa a deslizar para trás. Ruptura central: formação de pequenos buracos no produto, de difícil detecção podendo causar fraturas no produto já em serviço. Obs: reduções pequenas, descascamento. Grandes reduções, zona morta ou rupturas centrais. Extrusão: processo relativamente novo; forçar a passagem de um bloco de metal através de um orifício de uma matriz mediante aplicação de pressão elevada. Extrusão direta: o metal é colocado em um cilindro e empurrado contra a matriz através de um pistão acionado por uma haste. Extrusão inversa: emprega-se uma haste oca que empurra a matriz contra o metal a extrudar, o qual sai da matriz em sentido contrario ao movimento da haste. Os materiais empregados devem suportar altas temperaturas e grande atrito. Defeito extrusão: o núcleo do material se move mais rapidamente do que a periferia. Quando o processo chega ao final, começa a se formar uma cavidade no centro da peça, transformando a peça em tudo e precisando posteriormente ser descartada. É semelhante a um rechupe interno e pode representar perda importante de material. Extrusão hidrostática: fluido sob alta pressão para empurrar o material através da matriz. Vantagens: - não há fricção entre tarugo e recipiente; se atrito for baixo, pode se usar ângulos baixos, reduzindo a deformação redundante e cisalhamento reduzido diminuindo a possibilidade de fratura, etc. Desvantagens: ponta do tarugo sempre cônica, difícil controlar a velocidade da operação; compressão do fluido leva a uma grande quantidade de energia armazenada, reduzindo a eficiência.
Forjamento: consiste em deformar o metal por martelamento ou prensagem; possivelmente a operação mais antiga de conformação, praticada pelos ferreiros. Geralmente realizada a quente. Matrizes: peças que entram em contato com o metal durante o processo. Aberta: restrição ao movimento lateral do metal sendo comprimido é pequena. É utilizado quando se quer produzir poucas peças e o tamanho destas peças é grande, como eixos de turbinas de navios, grandes virabrequins, etc.) Fechadas: o metal deve adotar a forma esculpida nas duas matrizes, ocorrendo fortes restrições de espalhamento. Seu problema é a formação de rebarbas, excesso de material que penetra durante as matrizes durante o processo, pode ser evitado ao utilizar calhas, a qual deixa a rebarba mais extensa. Forjamento rotativo: consiste em uma gaiola de rolos fixa, dentro da qual gera, a alta velocidade, um porta matrizes, este giro permite que as matrizes penetre entre dois rolos abrindo-os tendo assim uma sucessão de golpes sobre uma barra colocada entre as matrizes. Colina de fricção: região correspondente tal x (tensão), ou seja, à influencia do atrito.
Laminação: passagem de uma peça entre dois cilindros que giram de forma a reduzir a área de sua seção transversal. No caso de placas e chapas o processo é bem parecido ao estiramento por forjamento, tem bom controle dimensional e boa produtividade devido a sua continuidade. Produtos obtidos: Planos (chapas, tiras, etc): cilindros lisos e normalmente o inferior não move verticalmente. Não planos (barras, cantoneiras): cilindros dotados de canais e geralmente o cilindro superior e o inferior são fixos durante a operação. Ângulo de contato: limitado pela linha que une os centros dos cilindros e o raio do cilindro que passa pelo ponto de entrada. Plano neutro: plano vertical dentro da zona de deformação no qual velocidade se iguala à velocidade periférica dos cilindros. Comparação forjamento dos cilindros: como existe ângulo neutro, provocada pelas forças de atrito convergentes, acarreta uma restrição do fluxo de material na zona de deformação semelhante à observada na compressão. A zona de deformação opera em uma distribuição de pressões na forma de coluna de fricção. A carga de laminação aumenta com os fatores que aumentam a área de contato entre o cilindro e a chapa, com a redução inicial da chapa e com o aumento do coeficiente de atrito do processo.