Processo de Fabricação de Parafusos

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CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E MECÂNICA 
 
 
 
Ingrid Felomensch Araújo Magalhães - 78525 
Isabella Cardoso Silva – 86254 
Maria Clara Freitas Silva – 86123 
Nina Junqueira Ferracioli – 86253 
 
 
 
 
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE 
PARAFUSOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
VIÇOSA – MG 
2018 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1 
2. APRESENTAÇÃO DO PRODUTO ................................................................................... 2 
3. CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES EXIGIDAS .................................................. 5 
4. MATERIAIS ....................................................................................................................... 6 
5. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PARAFUSO SEXTAVADO ................................. 7 
6. CONCLUSÂO .................................................................................................................... 9 
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................ 9 
 
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1. INTRODUÇÃO 
O parafuso é considerado, por muitos autores como inventado em 400 a. C. pelo grego 
Archytas de Tarentum. De acordo com pesquisas, suas primeiras aplicações foram em prensas, 
para a extração de óleo de azeitonas e produção de vinho. 
Além disso, Arquimedes, por volta de 250 a.C., desenvolveu o princípio da rosca e o 
utilizou para a construção de um dispositivo para a elevação de água na irrigação. Princípio 
esse que foi utilizado pelos romanos para a extração de minérios em minas. 
Outro grande nome, Leonardo Da Vinci, chegou a desenhar algumas máquinas para 
fabricar esse produto, mas somente no ano de 1568 essa máquina ganhou forma, quando 
Jacques Besson, um matemático francês, desenvolveu tal equipamento. 
Os parafusos são elementos de fixação empregados na união não permanente de peças, isto 
é, as peças podem ser montadas e desmontadas facilmente, bastando apertar e desapertar os 
parafusos que as mantêm unidas. Os parafusos são necessários em quase todo tipo de obra e 
estão presentes na maior parte das invenções humanas. 
Entretanto durante a criação dos primeiros parafusos, as peças inventadas não tinham 
padrões e isso gerava problemas durante a sua comercialização e, portanto, iniciou-se o 
processo de padronização dos parafusos, juntamente com a sua industrialização, o que permitiu 
a sua venda em escala global, melhorando sua aplicabilidade. 
Atualmente, os parafusos são feitos em uma larga gama de materiais, incluindo os vários 
tipos de aço. Alguns são produzidos com aço inoxidável, titânio ou bronze, garantindo maior 
resistência ao tempo e à corrosão. Plásticos como nylon ou teflon apresentam isolamento 
elétrico e até a porcelana pode ser moldada e usada para esta função. 
Além disso, há uma infinidade de modelos de parafusos, como: parafuso com e sem porca, 
parafuso de pressão, parafuso prisioneiro, parafuso allen, parafuso de fundação farpado ou 
dentado, parafuso autoatarraxante e autoperfurante, sendo que para cada um existe uma 
ferramenta específica. Dessa maneira, estes componentes são projetados e fabricados para 
atender às necessidades de cada uma de suas aplicações, seja em pequenas máquinas ou em 
grandes estruturas. 
Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca, da cabeça, da haste e do tipo de 
acionamento. Nesse contexto, a cabeça ainda pode apresentar vários formatos como hexagonal, 
sextavada, quadrada ou redonda - há também parafusos sem cabeça. 
O parafuso, embora seja um produto de baixa valorização monetária e normalmente pouca 
visibilidade, tem uma importância industrial enorme e está presente em muitos processos 
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produtivos de outros produtos. Além disso, a boa execução do seu ciclo de fabricação é 
importante para evitar a produção de parafusos com falhas e, futuramente, um erro em algum 
maquinário, que pode causar grandes acidentes. 
Desta forma, este trabalho se compromete a apresentar o processo produtivo do parafuso 
sextavado pela sua importância de mercado e aparente simplicidade de produção. 
Assim é possível afirmar que este trabalho tem o objetivo de apresentar a origem do 
parafuso, suas maiores aplicações atualmente, principais características e seu processo 
produtivo, de forma a fazer com que o leitor entenda que existem muitos tipos de parafusos, 
específicos para diferentes aplicações, e entenda mais sobre o parafuso sextavado. 
2. APRESENTAÇÃO DO PRODUTO 
Como dito anteriormente, os parafusos são extremamente importantes e apresentam uma 
infinidade de funções bem como de classificações. 
Nesse sentido, esses produtos podem ser identificados pela forma da rosca, da cabeça, da 
haste e do tipo de acionamento, sendo em geral composto de duas partes: cabeça e corpo, como 
indicado na Figura 1. 
 
Figura 1 - Partes de um parafuso 
O corpo do parafuso pode ser cilíndrico ou cônico, totalmente roscado ou parcialmente 
roscado, como pode ser visto na Figura 2. A cabeça pode apresentar vários formatos como 
hexagonal, sextavada, quadrada ou redonda; há também parafusos sem cabeça. 
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Figura 2 – Tipos de corpo do parafuso 
Os parafusos também podem ser: sem porca, com porca, prisioneiro, Allen, de fundação 
farpado ou dentado, auto-atarraxante e para pequenas montagens. 
A rosca é uma saliência de perfil constante, helicoidal, que se desenvolve de forma 
uniforme, externa ou internamente, ao redor de uma superfície cilíndrica ou cônica. Essa 
saliência é denominada filete. Na Figura 3 temos a representação de uma rosca externa, interna 
e o filete. 
 
Figura 3 – Tipos de roscas 
Há também diferentes tipos de roscas como roscas finas, rosca média (normal) e rosca de 
transporte ou movimento e diferentes tipos de perfil da rosca (secção do filete) como perfil 
triangular, trapezoidal, redondo, dente de serra e quadrado. Para parafusos é mais comum 
utilizar rosca média com perfil triangular, como podemos ver na Figura 4. 
 
Figura 4 – Rosca normal com perfil triangular 
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Há uma enorme variedade de parafusos que podem ser diferenciados pelo formato da 
cabeça, do corpo e da ponta. Essas diferenças são determinadas pela função dos parafusos. A 
seguir temos a Figura 5 ilustrando alguns dos variados formatos de parafuso. 
 
Figura 5 – Tipos de parafusos 
 
Como podemos perceber existem diferentes tipos de parafusos com diferentes tipos de 
especificações e todos eles variam de acordo com a função que ele irá exercer. 
Os principais tipos de parafuso sextavado são: parafuso sextavado rosca inteira, rosca 
parcial, estrutural A325 e o rosca soberba, conforme mostrado na Figura 6. 
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Figura 6 – Parafuso sextavado. 
Para a elaboração deste trabalho escolhemos estudar sobre o processo de fabricação do 
parafuso sextavado com rosca total. 
O parafuso sextavado é um dos fixadores mais comuns quando se trata de construção e 
reparo. Seu nome se deve à sua cabeça com 6 (seis) faces. Pode ser utilizado em uma infinidade 
de aplicações, sejam internas e externas. A melhor forma de escolher um parafuso sextavado é 
pensando em sua aplicação e em seu material. É muito utilizado em veículos, máquinas e 
equipamentos, móveis de aço, estruturas metálicas e muitas outras aplicações. A grande 
variedade de aplicação se deve pela facilidade como o parafuso sextavado pode ser inserido e 
parafusado. Sua cabeça permite ser apertada com uma chave de boca (tamanho fixo para cada 
parafuso), chave inglesa (tamanho variável conforme o parafuso), uma parafusadeira ou até 
com as mãos (o que nãoé recomendado). 
Os parafusos sextavados, ainda, são os mais utilizados na indústria por permitirem serem 
apertados ou desapertados (em uma manutenção de máquinas, por exemplo) com giros menores 
(60°), o que facilita esse tipo de atividade em ambientes com pouco espaço, como é o caso da 
parte interna de veículos. Assim, nesse tipo de parafuso, um passo da rosca é completado com 
seis giros de 60º, enquanto que em um parafuso com cabeça quadrada cada giro tem uma 
amplitude de 90º. 
3. CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES EXIGIDAS 
Existe diversos tipos de parafusos e para cada tipo temos uma característica e propriedade 
exigida. A rosca do parafuso é um dos elementos mais importantes do parafuso. Ela deve estar 
em perfeito estado para não comprometer o parafuso na hora do aperto. O acabamento confere 
a resistência contra a corrosão e permite maior durabilidade do parafuso. O fixador deve ter um 
revestimento uniforme, tanto em textura quanto em coloração, e não apresentar nenhum 
desgaste para garantir a vida útil do produto. 
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As dimensões do parafuso variam de acordo com a aplicação e o profissional precisa levar 
em consideração quatro fatores de extrema importância na escolha do parafuso, eles são: 
profundidade do furo broqueado, profundidade do furo roscado, comprimento útil de 
penetração do parafuso e diâmetro do furo passante. Esses quatro fatores se relacionam 
conforme a Figura 7. 
 
Figura 7 – Fatores a considerar ao unir peças com parafusos 
 
O valor da resistência à tração e ao escamento é determinado a partir da classe do parafuso. 
O valor mínimo da resistência à tração do parafuso sextavado classe 8.8 deverá ser o número 
inteiro da classe (8) multiplicado por 100 obtendo 800 Mpa. O valor mínimo da resistência ao 
escoamento deverá ser o número decimal da classe (0.8) multiplicado pelo valor da resistência 
à tração obtendo o valor de 640 Mpa. De acordo com a norma ISO 898, a dureza Rockwell do 
parafuso classe 8.8 deve estar entre 22HRC e 32HRC. 
4. MATERIAIS 
Em geral, os parafusos são fabricados em aço de baixo e médio teor de carbono e em alguns 
casos os parafusos são protegidos contra a corrosão por meio de galvanização ou cromagem. O 
material usado para a fabricação do parafuso sextavado classe 8.8 pode ser o aço médio 
carbono, aço liga ou aço inox e a escolha do aço vai depender da aplicação do produto. 
O aço médio carbono é o material mais utilizado em parafusos sextavados. Ele possui boa 
resistência mecânica e normalmente recebe o revestimento de zinco, conferindo boa resistência 
contra a corrosão. Já o parafusos sextavados de aço liga são fabricados para resistirem à grandes 
cargas e podem ser encontrados sem revestimento (polidos) ou revestidos com cádmio ou zinco. 
O aço inox é a melhor opção de parafuso sextavado para resistir à corrosão e é muito utilizados 
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em ambientes beira mar, instalações navais ou aparelhagem cirúrgica, porém torna o produto 
mais caro pela alta resistência mecânica. 
5. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PARAFUSO SEXTAVADO 
O processo de fabricação dos parafusos sextavados acontece a partir de fio máquina de aço. 
Sua forma é alterada por um processo chamado forjamento a frio, dando forma ao aço em 
temperatura ambiente, forçando através de matrizes em alta pressão que resultam no típico 
parafuso de cabeça redonda e forma hexagonal. 
 Sua produção pode ser maior que 300 peças por minuto. O controle de qualidade é realizado 
em lotes de peças prontas e as dimensões são controladas com instrumentos de medida como 
os paquímetros. 
O fluxograma do processo produtivo está representado na Figura 8 seguido dos detalhes de 
cada etapa. 
Fluxograma do processo de fabricação 
 
Figura 8: Processo de Fabricação do parafuso. 
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a) Fio máquina de aço é aquecido 
O fio máquina de aço passa aproximadamente 30 horas em um forno para amaciar o aço 
para ser trabalhado. 
b) Banho de ácido sulfúrico 
O fio máquina é banhado com ácido sulfúrico para remover ferrugem e sujeira de sua 
superfície. 
c) Enxague 
Após o banho o aço é enxaguado em água. 
d) Revestimento com fosfato 
 O aço é revestido com fosfato (agentes químicos que previnem a oxidação do aço antes que 
o processo de conformação se inicie). 
e) Corte em pedaços 
A máquina de conformação primeiro endireita o fio máquina para então cortar pedaços com 
o tamanho necessário para fabricar o parafuso. 
f) Desbaste 
Cada pedaço de aço cortado passa por um desbaste para torna-lo perfeitamente cilíndrico. 
Então uma série de matrizes fabricam a cabeça do parafuso por conformação. 
g) Conformação por matriz 1 
 A primeira matriz conformadora do processo produz um colarinho largo 
h) Conformação por matriz 2 
A segunda matriz produz uma cabeça arredondada 
i) Conformação por matriz 3 
A terceira e última matriz transforma a cabeça arredondada em um formato hexagonal. 
j) Chanframento 
Depois das matrizes de conformação, a máquina forma a parte oposta do parafuso com uma 
ferramenta de desbaste fazendo um chanfro (chanframento). 
k) Conformação por roletes 
Para a fabricação da parte rosca do parafuso se utiliza novamente o forjamento a frio, onde 
o parafuso é forçado através de roletes que em alta pressão imprimem o padrão de roscas 
no corpo do parafuso. 
l) Primeiro aquecimento 
Os parafusos são mantidos em um forno a 870°C por aproximadamente 1 hora. 
m) Resfriamento 
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As peças são resfriadas em óleo por 5 minutos. Nessa etapa o aço se torna duro mas frágil. 
n) Segundo aquecimento 
Para remover sua fragilidade e manter a sua elevada resistência os parafusos são aquecidos 
mais uma vez por 1 hora. 
6. CONCLUSÃO 
Dado o exposto, nota-se que o parafuso, em especial o sextavado de rosca total, é 
relativamente, um produto de fácil fabricação, especialmente quando levado em conta a 
importância econômica para os diferentes setores industriais e o seu preço acessível. 
Nesse sentido, além de um produto de produção fácil, o parafuso também se destaca pela 
sua importância, muitas vezes não percebida, nas diversas áreas, sendo essa a grande surpresa 
durante essa pesquisa. Pois não era percebida, até então, a infinidade de aplicações que esse 
item possui, muitas delas obvias e outras nem tanto. 
Outro destaque foi a gama de materiais empregados na constituição dos parafusos e a 
importância que isso possui, sendo fundamental uma escolha adequada para que a função desse 
produto seja cumprida de forma eficiente. 
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
REDAÇÃO. Quem inventou o parafuso?. Disponível em: 
<https://mundoestranho.abril.com.br/historia/quem-inventou-o-parafuso/>. Acesso em: 24 de 
junho de 2018. 
REDAÇÃO. Parafuso. Disponível em: <https://super.abril.com.br/historia/parafuso/>. Acesso 
em: 24 de junho de 2018. 
REDAÇÃO. Como surgiu o parafuso. Disponível em: 
<http://www.revistadoparafuso.com.br/v1/modelo/noticia.php?id=298>. Acesso em: 24 de 
junho de 2018. 
REDAÇÃO. A origem do Parafuso. Disponível em: <http://manzato.com.br/pt-br/noticias/a-
origem-do-parafuso-107>. Acesso em: 24 de junho de 2018. 
PALATINO. Parafusos: definição e tipos. Disponível em: 
<http://wwwo.metalica.com.br/artigos-tecnicos/parafusos>. Acesso em: 21 de junho de 2018. 
GARCIA, R. A que se propõem os Elementos de Fixação?. Disponível em: 
<http://www.revistadoparafuso.com.br/v1/modelo/noticia.php?id=653>. Acesso em 21 de 
junho de 2018. 
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REDAÇÃO. Parafuso Sextavado: tudo o que você precisa saber?. Disponível em: 
<http://www.crvindustrial.com/parafuso-sextavado-tudo-o-que-voce-precisa-saber/>. Acesso 
em 25 de junho de 2018. 
IMENES, L. Por que o parafuso é sextavado?. Disponível em:<http://matematica.com.br/blog/post/por-que-o-parafuso-e-sextavado/1499379019>. Acesso 
em 25 de junho de 2018. 
CRV INDUSTRIAL. Parafuso sextavado: tudo o que você precisa saber. Disponível em: 
<http://www.crvindustrial.com/parafuso-sextavado-tudo-o-que-voce-precisa-saber/>. Acesso 
em: 21 de junho de 2018.