Capítulo 4 Conformação

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Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri 
Instituto de Ciência e Tecnologia 
Curso de Engenharia Mecânica 
Prof. Ricardo Augusto Gonçalves 
Disciplina: Introdução aos 
Processos de Manufatura – 
EME103 
Capítulo 4 - Conformação 
Sumário 
1.Introdução 
2.Aplicações 
3.Vantagens 
4.Classificação dos Processos de Conformação 
5.Principais Processos de Conformação 
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Introdução 
Os processos de conformação mecânica são 
aqueles que alteram a geometria (forma) do 
material de maneira controlada por 
deformação plástica, mantendo sua massa e 
integridade, pela aplicação de esforço 
mecânico através de ferramentas adequadas. 
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Exemplos de Aplicações 
 Chapas 
 Perfis 
 Tubos 
 Fios 
 
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Vantagens 
Bom aproveitamento da matéria-prima; 
 
Rapidez na execução; 
 
Possibilidade de controle das propriedades 
mecânicas; 
 
Possibilidade de grande precisão e tolerância 
dimensional. 
 
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Desvantagens 
 Matrizes devem ter alta resistência em temperaturas 
elevadas. 
 Oxidação em forma de casca de óxido. 
 
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Classificação dos Processos de 
Conformação 
1. Classificação quanto ao tipo de esforço. 
 
2. Classificação quanto à temperatura de 
trabalho. 
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Classificação quanto ao tipo de 
trabalho 
• Processos de conformação por compressão direta. 
• Processos de conformação por compressão indireta. 
• Processos de conformação por tração. 
• Processos de conformação por cisalhamento. 
• Processos de conformação por flexão. 
 
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Processos de conformação por 
compressão direta 
• Nestes processos predomina a solicitação 
externa por compressão sobre a peça de 
trabalho. Nesse grupo podem ser classificados 
os processos de forjamento (livre e em matriz) 
e laminação (plana e de perfis). 
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Processos de conformação por 
compressão indireta 
• Nestes processos as forças externas aplicadas 
sobre a peça podem ser tanto de tração como de 
compressão. Porém as que efetivamente 
provocam a conformação plástica do metal são 
de compressão indireta, forças desenvolvidas 
pela reação da matriz sobre a peça. 
 
• Os principais processos que se enquadram nesse 
grupo são a trefilação e a extrusão, de tubos e 
fios, e a estampagem profunda (embutimento) 
de chapas (parcial). 
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Processos de conformação por tração 
• O principal exemplo de processo de 
conformação por tração é o estiramento de 
chapas, em que a peça toma a forma da 
matriz por meio da aplicação de forças de 
tração em suas extremidades. 
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Processos de conformação por 
cisalhamento 
• Os processos de conformação por 
cisalhamento envolvem forças cisalhantes 
suficientes ou não para romper o metal no 
seu plano de cisalhamento. 
 
• Os melhores exemplos desse tipo de processo 
são a torção de barras e o corte de chapas. 
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Processos de conformação por flexão 
• No processo de conformação por flexão as 
modificações de forma são obtidas mediante a 
aplicação de um momento fletor. 
• Este principio é utilizado para dobrar chapas, 
barras e outros produtos. Como exemplos 
podem ser citados os processos de 
dobramento livre, dobramento de borda, 
dobramento de matriz e calandragem. 
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Classificação quanto à temperatura de 
trabalho 
1. Trabalho mecânico à frio. 
 
2. Trabalho mecânico à quente. 
 
Quando a temperatura de trabalho é maior do que 
a temperatura que provoca a recristalização do 
metal, o processo é designado como de trabalho a 
quente e, abaixo dessa temperatura, é designado 
como de trabalho a frio. 
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Estrutura Cristalina dos Metais 
• Os sólidos formados pelo agrupamento de átomos, segundo 
determinada ordem, que se repete nas três dimensões, são 
denominados cristais. 
• Essa estrutura, de natureza periódica, forma uma rede de 
pontos no espaço denominada reticulado cristalino, onde 
cada ponto e sua vizinhança são idênticos aos demais. 
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Um cristal metálico sofre um processo de endurecimento 
quando deformado plasticamente. Esse fenômeno de 
endurecimento por deformação plástica é denominado 
encruamento. 
O fenômeno do encruamento para um metal e influenciado por 
diversos fatores, como: 
• estrutura cristalina do metal; 
• natureza química do metal; 
• pureza do metal; 
• orientação do cristal metálico; 
• temperatura no processo de deformação; 
• forma e dimensão do cristal metálico; 
Encruamento 
• A microestrutura 
original é inteiramente 
restaurada pelo 
aquecimento acima de 
certa temperatura 
(TR=50%TF), quando se 
formam novos grãos 
com baixa densidade de 
discordâncias. Os grãos 
crescem continuamente 
até que a estrutura toda 
esteja recristalizada. 
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Recristalização 
Trabalho mecânico à frio 
• No trabalho mecânico a frio provoca-se o 
aparecimento no metal do chamado efeito de 
encruamento, ou seja, o aumento da 
resistência mecânica com a deformação 
plástica. 
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Trabalho mecânico à quente 
• No trabalho mecânico a quente, a 
deformação plástica é realizada numa faixa 
de temperatura, e durante um determinado 
tempo, em que o encruamento é eliminado 
pela recristalização do metal. 
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Principais Processos de Conformação 
• LAMINAÇÃO: conjunto de processos em que se faz o material 
(peça) passar através da abertura entre cilindros 
(ferramentas) que giram reduzindo a seção transversal. 
• Os produtos podem ser placas, chapas, barras de diferentes 
seções, trilhos, perfis diversos, anéis e tubos. 
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• O metal é forçado a passar entre dois cilindros, girando em 
sentidos opostos. 
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Laminador 
• É a máquina que executa a laminação 
• Composto pela gaiola, cilindros e acessórios. Gaiola é 
estrutura que sustenta os cilindros. 
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Classificação 
• Duo 
• Trio 
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• Quádruo 
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Perfil obtido 
• Definitivo 
Vigas, vergalhões, trilhos, etc. 
• Intermediário 
 Tarugos, chapas 
• FORJAMENTO: conformação por esforços compressivos 
fazendo o material assumir o contorno da ferramenta 
conformadora, chamada matriz ou estampo. 
• Moedas, parafusos, âncoras e virabrequins estão entre os 
produtos do forjamento. 
Principais Processos de Conformação 
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Processos de Forjamento 
• Prensagem 
Esforço aplicado de forma gradual 
 
• Forjamento Livre 
Esforço de deformação aplicado mediante a golpes repetidos 
 
• Forjamento em matriz 
Deformação vinculada, obtida mediante ao emprego de 
matrizes fechadas 
 
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Prensagem 
• Processo utilizado para deformação de grandes lingotes 
• Forjar lingotes de grandes peças 
• Utilização de prensas hidráulicas acima de 50.000Ton 
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Forjamento Livre 
• Operação preliminar (a princípio) 
• Emprego de ferramentas simples 
• Permite uma série de operações elementares 
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Processos de Manufatura 
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Processos de Manufatura 
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Processos de Manufatura 
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Forjamento em matriz 
• Forjamento realizado em matrizes fechadas 
• Forma definida e precisa 
O processo: 
1 – esboço 
2 – posicionamento 
3 – martelamento 
4 – corte e rebarba 
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Matriz 
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Projeto da Matriz 
• Sobremetal 
• Ângulos de saída e conicidade 
• Concordância dos cantos 
• Tolerâncias 
• Contração do metal 
• Sistema de referência 
• Canais de rebarba 
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Material da Matriz 
• Aços especiais; aços ferramentas 
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Forjamento Rotativo 
• Processo de redução da área da seção tranversal mediante a 
aplicação de golpesradiais. 
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Forjamento em Cilindros 
• Processo de redução da área da seção tranversal pela sua 
passagem entre dois cilindros e que possuem um ou mais 
entalhes 
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3 – Defeitos dos produtos forjados 
• Falta de redução 
• Trincas superficiais 
• Trincas nas rebarbas 
• Trincas internas 
• Gotas frias 
• Incrustações de óxidos 
• Descarbonetação 
• Queima 
• TREFILAÇÃO: redução da seção transversal de uma barra, fio 
ou tubo, tracionando a peça através de uma ferramenta 
(fieira ou trefila). 
• É o processo comum para obtenção de fios de todo tipo. 
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Principais Processos de Conformação 
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Fieira 
• Matriz utilizada no processo de trefilação. 
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Trefila 
• Máquina utilizada para fazer fios e arames 
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• EXTRUSÃO: processo em que a peça é comprimida contra a 
matriz conformadora, com redução da sua seção transversal. 
• O produto pode ser uma barra, perfil (esquadrias de alumínio, 
etc.) ou tubo. 
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Principais Processos de Conformação 
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Processos de Manufatura 
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Processos de Manufatura 
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Processos de Manufatura 
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• São utilizadas prensas entre 1.500 e 5.000 Ton 
 
• Metais e ligas extrudadas : 
Aços 
Alumínio e suas ligas 
Cobre e suas ligas 
 
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• ESTAMPAGEM: Compreende operações com chapas, como 
corte, dobramento e estampagem profunda. 
• Produtos são arruelas, panelas, enlatados, etc. 
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Principais Processos de Conformação 
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Processos de Manufatura 
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Prensas 
• São os equipamentos utilizados para executar as operações 
de estampagem. 
• São as prensas que promovem a deformação plástica. 
• Utilizam dispositivos especiais (matrizes). 
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Corte de chapas 
• Processo para obtenção de peças geométricas a partir de 
chapas submetidas a ação de um punção. 
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Matriz de Corte 
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Dobramento 
• Nesse processo a chapa é dobrada ou curvada procurando-se 
manter a espessura da chapa ou evitar qualquer outra 
alteração dimensional. 
• O raio da curvatura e o material são dois fatores importantes 
nesse processo. 
 
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Linha neutra 
• Região interna do material que não sofre nenhum efeito dos 
esforços de tração e compressão. 
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Encurvamento 
• Segue os mesmos princípios do dobramento 
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Estampagem profunda [embutimento] 
• Processo em que as chapas são conformadas em forma de 
copo. 
• Aplicações: cápsulas, carrocerias, para-lamas de auto-móveis, 
estojos, etc. 
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Matriz 
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Reestampagem 
• As reduções na estampagem chegam a 50%. 
• Fica impossível obter uma altura muito maior que o diâmetro 
em uma única etapa. 
 
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Referências Bibliográficas 
1. Vicente Chiaverini – Tecnologia Mecânica – 
Vol.2. 
2. Conformação dos Metais - Ettore Bresciani 
Filho. 
3. Conformação Mecânica - Prof. Dr. Fábio 
Martins, UTFPR. 
4. Notas de aula do Prof. Leandro Cristino. 
5. Apostila Conformação Mecânica - Prof. Eng. 
Mec. Norberto Moro, CEFET Santa Catarina. 
 
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Observação 
Este material refere-se às notas de aula do curso EME 
103 Introdução aos Processos de Manufatura da 
Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade 
Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Não 
substitui o livro texto, as referências recomendadas e 
nem as aulas expositivas. Este material não pode ser 
reproduzido sem autorização prévia dos autores. 
Quando autorizado, seu uso é exclusivo para atividades 
de ensino e pesquisa em instituições sem fins 
lucrativos. 
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