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Processo de Forjameto

Prof: M.sc. Eng Charles Chemale YurgelConceitoForjamento o nome genrico de operaes de conformao mecnica efetuadas com esforo de compresso sobre um material dctil, de tal modo que ele tende a assumir o contorno ou perfil da ferramenta de trabalho. o processo de conformao mais antigo. Antigamente era dito livre e dependia da arte do ferreiro (ferraduras, panelas, artefatos, facas, etc..)

Processo de ForjamentoAbrange dois tipos de conformao mecnica:Forjamento simples ou livreForjamento em matriz

Conformar por presso com ferramentas que se movimentam umas contra as outrasFormas simples e lisas com superfcies planas ou uniformemente redondasPode ser manual ou com auxilio de mquinas

Componentes Importantes do ForjamentoDesenho (projeto)Matriz inferior e superiorGeratriz ou BilletCalculo de rebarbaLubrificaoParmetros trmicos-

Recalque ou recalcamento Compresso direta do material entre um par de ferramentas de face plana ou cncava, visando primariamente reduzir a altura da pea e aumentar a sua seco transversal.

EstiramentoVisa aumentar o comprimento de uma pea s custas da sua espessura

Encalcamento- Variedade de estiramento em que se reduz a seco de uma poro intermediria da pea, por meio de uma ferramenta ou impresso adequada.

Rolamento- Operao de distribuio de massa ao longo do comprimento da pea, mantendo-se a seco transversal redonda enquanto a pea girada em torno do seu prprio eixo.

Alargamento- Aumenta a largura de uma pea reduzindo sua espessura.

Puncionamento- Abertura de um furo em uma pea, geralmente por meio de um puno de formato apropriado.

Forjamento simples ou livreOperaes unitrias mais comuns:

Laminao de ForjaCaldeamentoCunhagemFendilhamentoExpansoForjamento em Matriz Aberta

Laminao de Forja- Reduz e modifica a seco transversal de uma barra passando-a entre dois rolos que giram em sentidos opostos

Cunhagem- Geralmente realizada a frio, empregando matriz fechada ou aberta, visa produzir uma impresso bem definida na superfcie de uma pea

Fendilhamento- Consiste em separar o material, geralmente aquecido, por meio de um mandril de furao provido de gume

Matriz Aberta- O material conformado entre matrizes planas ou de formato simples, que normalmente no se tocam

Forjamento em matrizUsa blocos de matriz cuidadosamente usinados para produzir peas forjadas com tolerncias dimensionais bastante precisas; Esse processo usado para taxas de produo altas; Aplicaes- Artesanatos (forjamento livre);- Fabricao de Moedas;- Indstria Automotiva;- Indstria Mecnica e Petroqumica;- Indstria de Ferramentas;- Indstria de Aos e derivados.

Forjamento Livre

Fabricao de Moedas

Indstria Automotiva

Indstria Mecnica e Petroqumica

Indstria MecnicaIndstria Petroqumica

Indstria de Ferramentas

Aps Forjamento

Ferramenta pronta para venda

Indstria de Aos e derivados

Materiais EmpregadosAos:- comuns e ligados;- aos estruturais;- aos para cementao e para beneficiamento;- aos inoxidveis ferrticos e austenticos;- aos ferramenta.Ligas:- de alumnio, - de cobre (especialmente os lates);- de magnsio, - de nquel (Astraloy, Inconel e outras);- de titnio.

Peas FabricadasPodemos fabricar peas de diversos tipos:Peas para mquinas e implementos agrcolas;Componentes para a indstria automobilstica;Componentes, acessrios e ferragens, utilizados em rede de distribuio, subestaes e linhas areas de transmisso de energia.Peas para todos os setores industriais.

Forjamento em MatrizForjamento em Matriz Aberta Forjamento em Matriz Fechada Equipamentos e Mtodos Aplicaes

Forjamento em Matriz Aberta O material conformado entre matrizes planas ou de formato simples, que normalmente no se tocam usado para fabricar peas grandes, com forma relativamente simples e para pr-conformar peas que sero submetidas posteriormente a operaes de forjamento mais complexas.

Ex: eixos de navios e de turbinas, ganchos, correntes, ncoras, alavancas, excntricos, ferramentas agrcolas Forjamento em Matriz Aberta Forjamento em Matriz aberta

Forjamento em Matriz Fechada O material conformado entre duas metades de matriz que possuem, gravadas em baixo-relevo, impresses com o formato que se deseja fornecer pea Forjamento em Matriz FechadaEste tipo de forjamento permite obter-se peas com tolerncias dimensionais menores que no forjamento livre. Forjamento de preciso

Matriz

Tarugo e pea acabadaEste processo as matrizes precisam suportar altas presses (20.000 bar)Forjamento a frioCorte (corte adiabtico Lubrificao (evita o contato da superfcie da pea com a da ferramenta; muito importante para a preciso da pea) Forjamento

Forjamento em Matriz Fechada fundamental a preciso na quantidade fornecida de material :

uma quantidade insuficiente implica falta de enchimento da cavidade e falha no volume da pea

um excesso de material causa sobrecarga no ferramental, com probabilidade de danos ao mesmo e ao maquinrio. RebarbaDada a dificuldade de dimensionar a quantidade exata fornecida de material, mais comum empregar um pequeno excesso As matrizes so providas de uma zona oca especial para recolher o material excedente ao trmino do preenchimento da cavidade principal. Deve ser calculada a rebarba demodo que no afete o equipamento e principalmente com relao ao custo

Canal de rebarbaEquipamentos comumente empregados Martelos deformam o metal atravs de rpidos golpes de impacto na superfcie do mesmo (a fora mxima dada no instante do impacto).

Materiais: necessita de materias com boa tenacidade para resistir aos ciclos de choquesPea: adquire caractersticas superficiais.Equipamentos comumente empregadosPrensa deformam o metal submetendo este a uma compresso contnua com velocidade baixa. A fora mxima dada no final do curso da prensa.Martelo Processo de alta velocidade utilizando o processo de martelamento.Mtodos do Forjamento em MatrizAs operaes de obteno das formas intermedirias de uma pea constituem a conformao intermediria, que se compe normalmente de trs etapas:distribuio de massasdobramento (se for o caso)formao da seo transversalDistribuio de massas

Na etapa de distribuio de massas se procede retirada de material das pores nas quais a seo transversal deva ser reduzida, e o acmulo do material nas posies onde a seo deva ser aumentada Distribuio de massas

Dobramento

Forjamento de Cravo

CONTROLE PARMETROS NO PROCESSO DE FORJAMENTO

Alm dos esforos ou energia necessrios para produzir um determinado componente no processo de forjamento tambm ainda muito importante:Minimizar concentraes de tenses no ferramental (eliminando o desgaste prematuro das matrizes);Conhecer o aumento pontual de temperatura internamente nas peas (que pode ser a origem de defeitos micro estruturais);Otimizar raios e ngulos beneficiando um preenchimento ideal da gravura;Prevenir defeitos ainda no estgio de projeto (dobras, trincas, etc...);Conhecer a microestrutura originada aps a deformao.Defeitos a considerarNa solidificao do material, o correto que o material solidifique-se homogneamente e fique com essa microestrutura homognia. Porm, aparecem as heterogeneidades, quase inevitveis (vazios, segregao, dendritas e bolhas.Alguns desses defeitos so eliminados por tratamentos termomecnicos e trmicos. Mas as vezes aparecem em peas acabadasDefeitos a considerarVAZIOS diminuio do volume pelo contato com o arSEGREGAO fsforo e enxofre no se dissolvem (no so bem solveis) bem no metal slido como no liquido. Principalmente o fsforo tem baixo ponto de solidificao no metal. Estes fatores geram heterogeneidades. O acumulo dessas heterogeneidades no centro da pea chama-se segregao.BOLHAS pequenas cavidades, geralmente cheias de Co. Essas cavidades se enchem de material impuro, de ponto de solidificao bem mais baixos que o resto da massa