03 Conformação

por prensagem e 
forjamentos por martelamento (livre e matriz)? O que isso implica na durabilidade das ferramentas?
6. Em que tipo de operação de forjamento são utilizados canais de rebarba? Para que servem 
esses canais?
7. O se faz para evitar o desalinhamento das duas partes de
uma matriz de forjamento em matriz?
3. Forças de Forjamento
3.1 Prensagem
Deduz-se a fórmula da força de prensagem pelo trabalho realizado por essa força na 
deformação da peça.
Onde:
- P: força de prensagem
-Vc: volume da peça (constante)
- Rd: resistência à deformação à prensagem
- h0 e h1: alturas inicial e final da peça
Exemplo: peça de entrada: 100mm altura, 100mm de diâmetro
 peça de saída: 50mm de altura.
 Material: aço, Rd = 25 Kgf/mm2
Resposta:
2009A – Conformação – 12
P=
V cRd ln h0/h1
h0−h1
3.3 Martelamento
Transferência de energia cinética do martelo para energia de deformação plástica da peça.
Onde:
- H: altura de queda
-Vc: volume da peça (constante)
- Rd: resistência à deformação ao martelamento
- h0 e h1: alturas inicial e final da peça
-  : rendimento
- Q: massa do martelo
Exemplo:
Cubo: h0 = 70mm, h1 = 65 mm, Rd = 15 Kgf/mm2
Martelo: Q = 1000Kg, rendimento=0,7
Resposta:
Obs: para martelamento com matriz fechada multiplicar o Rd por coeficiente (1,3 a 1,5).
2009A – Conformação – 13
H=
V cRd ln h0/h1
Q
ESTAMPAGEM
1. Introdução
Estampagem: conformação mecânica de chapas, geralmente a frio.
Tipos de operação:
- corte
- dobramento e encurvamento
- estampagem profunda (as vezes a quente)
2. Corte
Utilização de prensa, matriz e punção de corte.
Experimentalmente percebe-se que para melhor acabamento a espessura da chapa deve ser 
menor que o diâmetro do punção.
Pode-se obter diversas formas utilizando punção e matriz adequados (geometria similar à 
peça). Procura-se otimizar a distribuição de peças sobre a chapa.
É necessário estabelecer um valor de folga entre punção e matriz. Na figura abaixo, cada 
curva é relativa a um tipo de material. A curva superior se refere a aço duro, a do meio a aço doce e 
latão e a inferior a alumínio.
2009A – Conformação – 14
Esforço necessário para o corte:
Q= pec
Q: esforço de corte ou cisalhamento
p: perímetro da figura da peça
e: espessura da chapa
c : resistência ao cisalhamento, igual a 3/4 a 4/5 de e
Exemplo:
c=30Kgf /mm
2 , e=2mm , d=100mm
Resposta:
3. Dobramento e encurvamento
Espessura da chapa é mantida aproximadamente constante.
3.1 Raios de curvatura e ângulos
Deve-se evitar cantos vivos e utilizar raios de curvatura de:
- 1 a 2 vezes a espessura da chapa (materiais moles)
- 3 a 4 vezes a espessura da chapa (materiais duros)
O ângulo de dobramento na matriz deve ser mais acentuado que o ângulo final da peça pois 
a chapa tente a voltar para forma anterior.
2009A – Conformação – 15
Dobramento Encurvamento
3.2 Linha Neutra
Linha neutra: não há deformação
Comprimento necessário antes da dobra: igual ao comprimento da linha neutra do elemento 
dobrado.
c=ab/ 2r y 
y=e/2 para chapas de até 1mm
y=e/3 para chapas maiores
3.3 Força de Dobramento
P=
2 f be
2
3 l
;  f=2 e
Onde:
P: força de dobramento
b: largura da placa
e: espessura da chapa
l: distância entre apoios
 f : tensão de flexão necessária
e : tensão de escoamento
Note que a tensão de dobramento necessária é igual a duas vezes a tensão de escoamento 
para melhor conformação da chapa.
Exemplo:
l=75mm ,b=50mm ,e=3mm , e=40Kgf /mm
2
Resposta:
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4. Estampagem profunda
Chapas são conformadas na forma de copo.
Fundo do copo não sofre alteração, lateral 
cilíndrica é deformada. A altura final do copo é maior 
que a dimensão h0 inicial.
A figura a seguir mostra estágios da estampagem profunda. Note que é necessário utilizar 
um disco de retenção na parte superior (em torno do punção) para evitar enrugamento da chapa.
4.1 Diâmetro do disco inicial
D=d 24dh
D: diâmetro do disco inicial
d: diâmetro do cilindro do copo
h: altura do copo
Cálculo aproximado, necessidade de verificação prática das dimensões obtidas. Para formas 
variadas, chapa inicial é obtida basicamente por tentativa e erro.
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5. Reestampagem
Para estampagem de peças mais complexas ou para estampagem profunda de copos com 
altura maior que o diâmetro é necessário realizar mais de um passe.
Perguntas:
8. Quais são os tipos de operação de estampagem?
9. Ordene os processos em função do esforço necessário na prensa: forjamento por 
prensagem, dobramento de chapas, corte de chapas.
10. Para que serve o disco de retenção na estampagem profunda?
EXTRUSÃO
1. Introdução
Bloco de metal (tarugo) é forçado a passar por orifício de uma matriz (utiliza-se prensas 
horizontais com capacidade de 1500 a 5000 toneladas).
Produção de perfis de seção transversal variada (sólidos ou tubulares). Exemplo: tubos, 
perfis para estruturas de janelas.
Realizado tanto a quente como a frio (dependendo do material e do grau de deformação).
Metais normalmente processados: alumínio e cobre (alta ductibilidade). Também é possível 
processar ligas de aço (a quente).
Reduções de área da seção transversal: normalmente 1:20 (máximo 1:100 com materiais 
bastante dúcteis).
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2. Tipos de extrusão
- direta: êmbolo empurra e movimenta material para interior da matriz
- indireta: êmbolo empurra e movimenta matriz contra o material (menor esforço devido à 
redução do atrito, mas de difícil implementação).
Na extrusão direta utiliza-se um acessório denominado falso pistão: peça cilíndrica de aço 
inserida entre êmbolo e tarugo para evitar desgaste do êmbolo.
3. Temperatura e velocidade de extrusão
A temperatura é uma variável de grande importância no processo de extrusão.
Quanto mais elevada diminui a resistência à deformação e aumenta a produtividade porém 
aumenta a taxa de oxidadação do material e pode comprometer a qualidade do produto (acabamento 
superficial e resistência mecânica).
Ao mesmo tempo, há aumento de temperatura causado pelo atrito do tarugo com a câmara 
de extrusão e pela deformação, que são dependentes da velocidade de extrusão.
Assim, deve-se escolher temperaturas iniciais do tarugo e velocidades de extrusão que sejam 
compatíveis com a temperatura final do extrudado (temperatura emergente).
4. Obtenção de tubos sem costura por extrusão
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ESTIRAMENTO (TREFILAÇÃO)
Obtenção de fios (elétricos) e arames (construção) a partir do fio-máquina (produto semi-
acabado de aproximadamente 6,4 mm de diâmetro, obtido por laminação).
Fio-máquina é forçado a passar por matriz (fieira) que reduz seu diâmetro. Diferentemente 
da extrusão, forças de tração são aplicadas no produto que está saindo da matriz.
Aplica-se forças de até 100 toneladas e velocidades variantes entre 9 e 1500 m/min.
Estiramento seco: aplica-se lubrificante (graxa ou pó de sabão) sobre o fio.
Estiramento úmido: fio é submerso em fluido lubrificante.
Ocorre o encruamento do material, melhorando as propriedades de resistência e dureza. Mas 
a tenacidade é diminuída, então pode ser realizado um recozimento, se desejado.
Perguntas
11. Quais as diferenças entre as geometrias das peças extrudadas e estiradas?
12. O que ocasiona o efeito de encruamento? Quais são as conseqüências em relação as 
propriedades mecânicas das peças? Esse efeito é desejado para peças estiradas?
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13. É possível fazer tubos sem costura por extrusão?
14. Qual é a redução obtida na extrusão de um tarugo de 200 mm de diâmetro a um tubo de 
diâmetro externo de 120 mm e interno de 108 mm ?
15. Para o caso do exercício anterior, admitindo que o tarugo de 2,4 m de comprimento 
tenha sido inteiramente extrudado, qual é aproximadamente o comprimento final do tubo?
OUTROS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO
1. Cunhagem
Prensagem a frio em matrizes de alta precisão. Aplicada a peças semi-prontas para obtenção 
de medalhas, moedas, talheres, etc.
Materiais passíveis à cunhagem: aços de baixo carbono