Processos de Fabricação -2

8/19/2019 Processos de Fabricação -2

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ELEMENTOS DE MÁQUINASELEMENTOS DE MÁQUINAS AT AT--429429

Universidade Federal do ParanáUniversidade Federal do Paraná

Curso de Engenharia Industrial MadeireiraCurso de Engenharia Industrial Madeireira

M.Sc. AlanM.Sc. Alan SulatoSulato de Andradede Andrade

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PROCESSOS INDUSTRIAISPROCESSOS INDUSTRIAISEMPREGADOS NA CONSTRUÇÃOEMPREGADOS NA CONSTRUÇÃODE ELEMENTOS DE MÁQUINASDE ELEMENTOS DE MÁQUINAS


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PROCESSOS INDUSTRIAIS EMPREGADOS NAPROCESSOS INDUSTRIAIS EMPREGADOS NACONSTRUÇÃO DE ELEMENTOS DE MÁQUINASCONSTRUÇÃO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS

INTRODUÇÃO:

Existem diversas técnicas e procedimentosempregados visando a manufatura de elementos demáquinas, obviamente alguns fatores devem serlevado em consideração na escolha adequada desteprocesso.

PROCESSOS INDUSTRIAIS EMPREGADOS NAPROCESSOS INDUSTRIAIS EMPREGADOS NA

CONSTRUÇÃO DE ELEMENTOS DE MÁQUINASCONSTRUÇÃO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS

INTRODUÇÃO:

Processos

Diversos processos podem ser utilizados na manufatura dos elementos


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INTRODUÇÃO:

Alguns fatores se destacam:

Tipo de material empregado,

Finalidade,

Dimensões do elemento,

Precisão buscada,

Qualidade,

Custo.



INTRODUÇÃO:

Podemos dividir os processos de fabricação deelementos de máquinas da seguinte forma:

Fundição,

Conformação,

Usinagem,

União de elementos, Uniões Fixas (Solda, Brasagem, Colagem)

Uniões Móveis (Rebites, Parafusos)


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INTRODUÇÃO:

Porém, muitas vezes o que acaba ocorrendo é uma junção de diversos métodos para a construção de umelemento ou aparato complexo (máquina).

Conformação

Elemento ouMáquina

Usinagem

União deElementos

Fundição



FUNDIÇÃO:

O processo de fundição é definido como o conjuntode atividades requeridas para dar forma aosmateriais (construção de elementos) por meio da suafusão, conseqüente liquefação e seu escoamento ouvazamento para moldes adequados e posteriorsolidificação após resfriamento.

Os métodos de fundição são muito antigos, suaimportância é fundamental para o crescimentotecnológico desde os primórdios da humanidade.Seu aperfeiçoamento é contínuo, partindo desdepequenas peças fundidas artesanalmente àstécnicas de siderurgia.


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FUNDIÇÃO:

Esta técnica é muito empregada na construção deelementos de grandes dimensões. Ex.: Peçasnavais, blocos de motor (Necessário usinagem deretífica) entre outros.

Elementos normalmente produzidos pelo processo de fundição



FUNDIÇÃO:

Elementos normalmente produzidos pelo processo de fundição


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FUNDIÇÃO:

Elemento produzido pelo processo de fundição



FUNDIÇÃO:

De maneira geral podemos listar as principaisoperações no processo de fundição: Fabricação do modelo Construção do molde Fusão do metal Esfriamento e solidificação

Desmoldagem Acabamento e limpeza


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FUNDIÇÃO:

Fundição de elementos em moldes



FUNDIÇÃO:

Fundição de Coroa – Cortesia Cestari


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CONFORMAÇÃO:

Conformação é o processo mecânico onde se obtémpeças através da compressão de metais sólidos emmoldes, utilizando a deformação plástica da matéria-prima para o preenchimento das cavidades dosmoldes.

Diagrama de tensão e deformação

Zona Plástica

Zona Elástica



CONFORMAÇÃO:

Esta técnica é muito empregada na construção deelementos de dimensões médias a pequenas . Ex.:Peças automotivas, elementos com espessurarelativamente pequenas ou quando se deseja bomacabamento sem a necessidade de usinagemposterior.


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CONFORMAÇÃO:

O processo pode ser executado:

Com aquecimento (A Quente),

Sem aquecimento (A Frio).



CONFORMAÇÃO:

O aquecimento da materia-prima, visa facilitar oprocesso ou modificar as características mecânicasda peça final. Com conformação a quente pode-seconformar peças com menos gasto de energia (maiorprodutividade), não sendo necessário muitas vezesum tratamento térmico, pois a conformação a quenteé feita com temperaturas acima do ponto critico do

diagrama ferro-carbono, assim nessa temperatura aestrutura se recristaliza simultaneamente comdeformação sofrida.


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CONFORMAÇÃO:

Com aquecimento,

Conformação a quente manual e mecanizada



CONFORMAÇÃO:

Na conformação a frio temos a vantagem de ter ummelhor acabamento final na peça, o material da peçatende a ficar encruado, isso ajuda a aumentar aresistência mecânica, mas diminui a ductilidade.


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CONFORMAÇÃO:

Sem aquecimento (A Frio),

Conformação a frio de peça automotiva



CONFORMAÇÃO:

Existem diversos processos unitários deconformação mecânica, desenvolvidos paraaplicações específicas, sendo que atinge atualmentealgumas centenas. Não obstante, é possívelclassificá-los num pequeno número de categorias,com base em critérios tais como: o tipo de esforçoque provoca a deformação do material, a variação

relativa da espessura da peça, o regime da operaçãode conformação, o propósito da deformação.


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CONFORMAÇÃO:

Basicamente, os processos de conformaçãomecânica podem ser classificados em:

Forjamento, Estampagem, Trefilação, Laminação, Extrusão.



CONFORMAÇÃO:

Esquema simplificado da classificação dos processos de conformação


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CONFORMAÇÃO:

Forjamento: conformação por esforços apenascompressivos tendendo a fazer o material assumir ocontorno da ferramenta conformadora, chamadamatriz ou estampo.

Forjamento de talheres e peça automotiva



CONFORMAÇÃO:

Forjamento:

Simulação de um processo de forjamento


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CONFORMAÇÃO:

Forjamento:

Simulação de um processo de forjamento



CONFORMAÇÃO:

Forjamento:

Processo de forjamento de uma ferramenta


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CONFORMAÇÃO:

Estampagem: esta conformação ocorre pela ação deum estado combinado de tensões, o qual inclui altasforças compressivas em pelo menos uma dasdireções principais. As forças externas aplicadassobre a peça podem ser tanto de tração quanto decompressão, mas as que efetivamente provocam aconformação plástica do metal são de compressãoindireta, desenvolvidas pela reação da matriz sobre apeça.



CONFORMAÇÃO:

Estampagem: neste processo de fabricaçãogeralmente são utilizadas chapas, podendo estas sercortadas, dobradas ou embutidas (repuxadas). Esteé um processo muito utilizado pois é muito versátil,rápido e adaptável em produção em larga escala.


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CONFORMAÇÃO:

Estampagem:

Prensa industrial utilizada na estampagem de peças automotivas



CONFORMAÇÃO:

Estampagem:

Produção de um elemento de fixação por estampo progressivo


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CONFORMAÇÃO:

Trefilação: redução da seção transversal de uma barra,fio ou tubo, “puxando-se” a peça através de umaferramenta (fieira ou trefila) com forma de canalconvergente.

Seção de uma matriz de trefilagem



CONFORMAÇÃO:

Trefilação:

Cortesia Trefilação Bandeirantes


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CONFORMAÇÃO:

Trefilação:

Cortesia Trefilação Bandeirantes



CONFORMAÇÃO:

Laminação: processo de conformação mecânica queconsiste em modificar a seção transversal de ummetal na forma de barra, lingote, placa, fio, ou tira,etc., pela passagem entre dois cilindros com geratrizretilínea (laminação de produtos planos) ou contendocanais entalhados de forma mais ou menoscomplexa (laminação de produtos não planos),

sendo que a distância entre os dois cilindros deveser menor que a espessura inicial da peça metálica.


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CONFORMAÇÃO:

Laminação: é um processo de transformaçãomecânica de metais muito utilizado pois, apresentaalta produtividade e um controle dimensional doproduto acabado que pode ser bastante preciso.

Processo de laminação



CONFORMAÇÃO:

Laminação:

Processo de laminação – Cortesia CBA


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CONFORMAÇÃO:

Extrusão: A extrusão é um processo de produção decomponentes mecânicos de forma semi-contínuaonde o material é forçado através de uma matrizconformadora adquirindo assim a forma prédeterminada pelo projetista da peça. O produto podeser componentes para automóveis, bicicletas,motocicletas, maquinário pesado ou uma barra, perfilou tubo.Os materiais mais utilizados no processo de extrusão

são os não-ferrosos (Alumínio, cobre, magnésio,chumbo e polímeros em geral).



CONFORMAÇÃO:

Extrusão:

Representação de um processo de extrusão

F


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USINAGEM:

Todos os conjuntos mecânicos que nos cercam sãoformados por uma composição de peças: eixos,anéis, discos, rodas, engrenagens, juntas suportes,parafusos, carcaças entre outros. Para que essaspeças sirvam às necessidades para as quais formafabricadas, elas devem ter exatidão de medidas e umdeterminado acabamento em sua superfície.



USINAGEM:

Grande parte das referências bibliográficas sobreprocessos de fabricação relatam que é possívelfabricar essas peças de dois modos: sem produçãode cavacos, como nos processos metalúrgicos(fundição, laminação, trefilação, etc) e com produçãode cavacos, o que caracteriza todos os processos deusinagem.


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USINAGEM:

O termo usinagem compreende todo processomecânico onde a peça é o resultado de um processode remoção de material. Este processo não exclui umprocesso anterior, como por exemplo, conformação eoutros.

Processo de remoção de material por ferramenta



USINAGEM:

A usinagem começou em tempos remotos comprocessos totalmente manuais e hoje em dia evoluimuito com o uso de máquinas de alta precisão, porexemplo chamadas CNC (com comando numéricocentral), que são controladas por computador. Aprecisão destas máquinas chega a ser tão pequenaquanto 1 micrometro (µm). Para se ter uma idéia, umfio de cabelo tem o diâmetro de 80 µm.


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USINAGEM:

Equipamentos CNC – Cortesia Haas



USINAGEM:

A usinagem atende, hoje em dia, a diversosmercados, como industrial, automotivo, naval,aeroespacial, eletrônico, eletrodomésticos entrooutros.


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USINAGEM:

Na maioria dos casos, as peças fabricadas porfundição forjamento necessitam de alguma operaçãoposterior de usinagem. O que acontece é quegeralmente essas peças apresentam superfíciesgrosseiras que precisam de melhor acabamento.

Além disso, elas também deixam de apresentarsaliências, reentrâncias, furos com rosca e outras

características que só podem ser obtidas por meiode processos de usinagem.



USINAGEM:

Existem vários processos de usinagem, dentre osprincipais:

Corte,

Furação,

Torneamento,

Aplainamento,

Fresagem.


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USINAGEM:

Corte:

Corte de material metálico

PROCESSOS INDUSTRIAIS EMPREGADOSPROCESSOS INDUSTRIAIS EMPREGADOS

NA CONSTRUÇÃO DE ELEMENTOS DENA CONSTRUÇÃO DE ELEMENTOS DEMÁQUINASMÁQUINAS

USINAGEM:

Furação:

Furação em material metálico


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USINAGEM:

Torneamento:

Torneamento de material metálico



USINAGEM:

Aplainamento:

Aplainamento de material metálico


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USINAGEM:

Fresagem:

Fresagem de material metálico



USINAGEM:

Fresagem:

Ferramentas de fresagem


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