EM908 –QUARTA AULA PROJETO DE PEÇA FORJADA A …sergio1/graduacao/EM908/quartaaula.pdf · Tabela...

EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Quarta Aula

EM908 – QUARTA AULA

PROJETO DE PEÇA FORJADA A QUENTE

Nesta aula iniciaremos as atividades para o planejamento do processo de

forjamento a quente, em matrizes fechadas, de uma peça metálica,

mostrada na Figura 1, que consistirá no dimensionamento da peça

forjada, que será realizado na aula de hoje, e no projeto das matrizes de

forjamento, a ser realizado na próxima aula.

Os critérios a serem utilizados no projeto da peça forjada a quente são

apresentados a seguir.

Para a realização deste projeto pode-se utilizar o ProE ou o SolidEdge.




Dimensões e detalhes de uma peça metálica

Figura 1




Introdução

Todos os processos de fabricação mecânica apresentam limitações ou

causam erros diversos que não permitem que se obtenha numa só etapa

uma peça metálica com todos seus requisitos dimensionais, geométricos,

superficiais e microestruturais.

Isto também acontece com o forjamento a quente que apesar de ser um

processo que apresenta elevada capacidade produtiva e flexibilidade para

obtenção de formatos complexos, gera produtos que necessitam de

operações posteriores de acabamento por usinagem para que se obtenha a

peça final com as características funcionais desejadas.

A seguir serão apresentados diversos critérios para o projeto de uma peça

forjada a quente, considerando as limitações desse processo e os erros que

causa nos produtos forjados.




Critérios para o projeto de peças forjadas a quente

A partir das dimensões da peça final, deve-se considerar alguns itens

importantes para o dimensionamento do forjado:

a) escolha do sobremetal intimamente relacionada às incertezas do projetista

quanto à rigidez da máquina utilizada, à conformidade dos materiais escolhidos

para a peça e matrizes, bem como à fabricação dessas matrizes (dimensões e

propriedades). O sobremetal também está associado ao erro causado pela

contração térmica verificada após o resfriamento e permite que sejam

removidas posteriormente camadas que foram oxidadas ou que tiveram sua

composição química alterada pelo aquecimento prévio ao forjamento.

Nas tabelas 1 e 2 são apresentados os valores recomendados para sobremetais

(s) na espessura, para os processos de forjamento livre e em matriz fechada.




peças com pequenas dimensões s = 3 mm

peças com dimensões intermediárias s = 5 a 10 mm

peças com grandes dimensões s = 15 a 20 mm

maior dimensão do corpo (mm) sobremetal (mm)

até 20 0,5 a 1,0

20 a 80 1,0 a 1,5

80 a 150 1,5 a 2,0

acima de 150 2,0 a 3,0

Tabela 1 - Sobremetal indicado para o forjamento livre

Tabela 2 - Sobremetal indicado para o forjamento em matriz fechada





b) tolerâncias dimensionais tais valores devem ser previstos no projeto do

forjado considerando o desgaste acarretado nas matrizes após várias

utilizações, a fim de que não sejam produzidas peças com dimensões fora das

especificações.

Essas tolerâncias têm por base cada dimensão da peça final já adicionado o

correspondente sobremetal, conforme especificados na tabela 3.

Outra tolerância dimensional diz respeito à excentricidade permitida entre as

duas partes da matriz (Figura 2) que deve ser limitada a valores que não

conduzam à existência de um momento de tombamento quando do

forjamento e que não produza peças que venham a ser refugadas. A tabela 4

apresenta valores para a excentricidade transversal (e1) e a excentricidade

longitudinal (e) de acordo com as dimensões do forjado já obtidas




dimensão (mm) forjamento normal

limites (mm)

forjamento de precisão

limites (mm)

até 30 + 0,5

- 0,5

+ 0,3

- 0,2

de 30 a 50 + 0,6

- 0,6

+ 0,4

- 0,3

de 50 a 80 + 0,9

- 0,7

+ 0,5

- 0,4

de 80 a 125 + 1,2

- 0,8

+ 0,6

- 0,5

de 125 a 200 + 1,5

- 1,0

+ 0,8

- 0,6

de 200 a 250 + 1,8

- 1,2

+ 0,9

- 0,7

de 250 a 315 + 2,2

- 1,3

+ 1,0

- 0,8

de 315 a 400 + 2,6

- 1,4

-

de 400 a 500 + 3,0

- 1,5

-

de 500 a 630 + 3,4

- 1,6

-

Tabela 3 - Tolerâncias dimensionais para peças forjadas a quente




Tabela 4 - Tolerância de excentricidade para o forjamento a quente

Figura 2 - Excentricidade transversal e longitudinal para forjados

comprimento

l (mm)

Excentricidade longitudinal e (mm)

forjamento normal forjamento de precisão

até 63 0,8 0,4

de 63 a 160 1,1 0,5

de 160 a 400 1,6 0,8

de 400 a 1000 2,2 1,3

de 1000 a 2500 3 2




Tabela 4 - Tolerância de excentricidade para o forjamento a quente

Excentricidade transversal e1 (mm)

d (mm) forjamento normal

l (mm)

forjamento de precisão

l (mm)

Até

400

400 a

630

630 a

1000

1000 a

1600

1600 a

2500

Até

400

400 a

630

630 a

1000

1000 a

1600

1600 a

2500

até 50 0,4 0,5 0,6 0,8 1 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8

de 50 a 80 0,5 0,6 0,8 1 1,2 0,4 0,5 0,6 0,8 1

de 80 a 125 0,6 0,8 1 1,2 1,6 0,5 0,6 0,8 1 1,2

de 125 a 200 0,8 1 1,2 1,6 2 0,6 0,8 1 1,2 1,6

de 200 a 315 1 1,2 1,6 2 2,5 0,8 1 1,2 1,6 2

de 315 a 500 1,2 1,6 2 2,6 3 1 1,2 1,6 2 2,5

de 500 a 800 1,6 2 2,5 3 4 1,2 1,6 2 2,5 3





c) ângulos de saída tomados a partir das dimensões do forjado, servem para

facilitar a extração da peça do interior das matrizes. Para evitar o trancamento

dos mandris quando da gravação das matrizes, os ângulos internos são

realizados menores que os externos. Podem ser adotados os seguintes valores

para os ângulos da saída:

internos (α) = 5 a 7° externos (α1) = 7 a 8°

d) arredondamento de cantos salientes e reentrantes devem ser feitos com

raios tão grandes quanto possíveis a fim de reduzir o desgaste nos cantos

salientes e o fissuramento nos cantos reentrantes que exigiria uma profunda

retificação das impressões, isso se a matriz não ficasse inutilizada por ruptura.

A tabela 5 apresenta valores para os raios de arredondamento segundo

algumas dimensões do forjado.




Tabela 5 - Raios de arredondamento em peças forjadas a quente

h, h1,h2 e d r r1 r2

até 25 5 0,5 1

de 25 a 40 8 1 1,5

de 40 a 63 12 1,5 2

de 63 a 100 20 1,5 2,5

de 100 a 160 30 2 3

de 160 a 250 50 2,5 3,5

A figura 3 apresenta uma peça forjada com as principais dimensões alteradas

por esses critérios.




Figura 3 - Peça forjada contendo as principais dimensões para projeto.





Considerados todos os itens aneriores no projeto do forjado deve-se verificar

se as dimensões satisfazem valores mínimos de espessura e seções transversais

nas direções paralela e perpendicular à direção de conformação a fim de que

as matrizes não sejam sobrecarregadas.

A tabela 6 apresenta as espessuras mínimas de nervuras e de espelho

representadas na figura 4.




Figura 4 - Valores mínimos para espessuras de parede, nervuras e fundos.




h (mm) s2 (mm) r3 (mm)

até 10 3 5

de 10 a 16 4 6

de 16 a 25 5 8

de 25 a 40 8 12

de 40 a 63 12 20

de 63 a 100 20 32

de 100 a 160 32 50

sl (mm)

b ou d

(mm)

l até 3b

(3d)

l acima de 3b (3d)

até 25 2 3

de 25 a 40 3 4

de 40 a 63 5 6

de 63 a 100 6 8

de 100 a 160 8 10

de 160 a 250 12 16

Tabela 6 - Valores mínimos para espessuras em forjados a quente

EM908 –QUARTA AULA PROJETO DE PEÇA FORJADA A …sergio1/graduacao/EM908/quartaaula.pdf · Tabela...

Documents

Transcript of EM908 –QUARTA AULA PROJETO DE PEÇA FORJADA A …sergio1/graduacao/EM908/quartaaula.pdf · Tabela...