Processos de Processos de conformaçãoconformação

FORJAMENTOFORJAMENTO

Processos de FabricaçãoProcessos de FabricaçãoF

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FORJAMENTOFORJAMENTOF

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• Introdução

• Tipos de Forjamento e Ferramentas

• Forjamento Livre -Operações

Unitárias

• Forjamento em Matriz

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• Forjamento é o nome genérico de

operações de conformação

mecânica efetuadas com esforço

de compressão sobre um

material dúctil.

• O material assume o contorno

ou perfil da ferramenta de

trabalho.

FORJAMENTOFORJAMENTO

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FORJAMENTO - Características FORJAMENTO - Características

• Na maioria das operações de forjamento emprega-se um ferramental.• Constituído por um par de ferramentas de superfície:

PlanaCôncava, (denominadas matrizes ou estampos)

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FORJAMENTO - TiposFORJAMENTO - Tipos

• A quente : A maioria das operações de forjamento é executada a quente.

• A frio: São produzidas por forjamento a frio uma grande variedade de peças pequenas, tais como parafusos, pinos, porcas, engrenagens, pinhões, etc.

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FORJAMENTOFORJAMENTO

FORJAMENTO –Classificação em função da temperatura de trabalho

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• É o mais antigo processo de conformar metais

• Tem suas origens no trabalho dos ferreiros de muitos séculos antes de Cristo.

• A substituição do braço do ferreiro ocorreu nas primeiras etapas da Revolução Industrial.

• Atualmente existe um variado maquinário de forjamento, capaz de produzir peças das mais variadas formas e tamanhos , desde alfinetes, pregos, parafusos e porcas até rotores de turbinas e asas de avião.

FORJAMENTO - HistóricoFORJAMENTO - Histórico

FORJAMENTO - ClassificaçãoFORJAMENTO - ClassificaçãoF

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• O forjamento pode ser dividido em dois grandes

grupos de operações:

• Forjamento em matriz aberta ou Forjamento

livre

• Forjamento em matriz fechada

FORJAMENTO – Matriz AbertaFORJAMENTO – Matriz AbertaF

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• O material é conformado entre matrizes planas

ou de formato simples, que normalmente não se

tocam.

• É usado geralmente para fabricar peças grandes

com formas simples

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FORJAMENTO – Matriz AbertaFORJAMENTO – Matriz Aberta

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FORJAMENTO – Matriz AbertaFORJAMENTO – Matriz Aberta

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FORJAMENTO – Matriz AbertaFORJAMENTO – Matriz Aberta

Forjamento - Matriz Aberta

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FORJAMENTOFORJAMENTO

•Exemplos:

Eixos de navios e de turbinas

Ganchos

Correntes

Âncoras

Alavancas

Excêntricos

ferramentas agrícolas, etc.)

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FORJAMENTOFORJAMENTO

•Também usado para pré-conformar peças que

serão submetidas posteriormente a operações de

forjamento mais complexas.

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FORJAMENTO – Matriz fechadaFORJAMENTO – Matriz fechada

• O material é conformado entre duas metades de

matriz que possuem, gravadas em baixo-relevo,

impressões com o formato que se deseja fornecer

à peça.

• A deformação ocorre sob alta pressão em uma

cavidade fechada ou semifechada

• Obtem-se peças com tolerâncias dimensionais

menores do que no forjamento livre.

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FORJAMENTO – Matriz FechadaFORJAMENTO – Matriz Fechada

Forjamento - Matriz Fechada

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FORJAMENTO – Matriz fechadaFORJAMENTO – Matriz fechada

• As matrizes são providas de uma zona oca

especial para recolher o material excedente ao

término do preenchimento da cavidade principal.

• O material excedente forma uma faixa estreita

(rebarba) em torno da peça forjada.

•A rebarba exige uma operação posterior de corte

(rebarbação) para remoção.

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FORJAMENTOFORJAMENTO

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FORJAMENTOFORJAMENTO

A curva de escoamento é função de:

ϑ Temperatura

φ Velocidade de deformação

φ Deformação

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FORJAMENTOFORJAMENTO

Os parâmetros térmicos são:

λ Coeficiente de condutibilidade térmica

α Coeficiente de condutibilidade

peça/ferramenta

ε Emissividade

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FORJAMENTO – Matriz FechadaFORJAMENTO – Matriz Fechada

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FORJAMENTO – Matriz FechadaFORJAMENTO – Matriz Fechada

• Forjamento convencional

A quente ou a morno, para fabrico de peças

com complexidade de forma e tolerâncias

geométricas que se enquadrem nos padrões

gerais de fabrico

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FORJAMENTO – Matriz Fechada FORJAMENTO – Matriz Fechada convencionalconvencional

Rebarba!

Sequência de fabrico -Biela

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FORJAMENTO – Matriz FechadaFORJAMENTO – Matriz Fechada

• Forjamento de precisão a frio ou a morno,

utilizado para produzir grandes séries de peças na

forma final ou quase final, com tolerâncias de

fabrico mais apertadas do que as habitualmente

conseguidas no forjamento convencional.

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FORJAMENTO – Matriz FechadaFORJAMENTO – Matriz Fechada

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FORJAMENTO – FORJAMENTO – Na indústria do automóvel

•Em média um automóvel de passageiros

incorpora mais de 250componentes forjados:•Componentes do motor:

Válvulas, Eixos de comando, bielas etc.

•Componentes da transmissão:

Engrenagens conicas anéis sincronizadores,

juntas, eixos, cubos de embreagem, etc.

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FORJAMENTO – Matriz FechadaFORJAMENTO – Matriz Fechada

•Componentes do chassis e da suspensão:

Parafusos, cubos da roda, braços e triângulos

de suspensão, etc.

•Componentes da direção:

Colunas, barras de torção, eixos de direção,

juntas homocinéticas, engrenagens, etc.

•Êmbolos de freio, componentes diversos,•Componentes para os motores eléctricos:

Eixos, mancais etc.;

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FORJAMENTO – Matriz FechadaFORJAMENTO – Matriz Fechada

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FORJAMENTO – Em Matriz FORJAMENTO – Em Matriz FechadaFechada• As operações de obtenção das formas

intermediárias de uma peça constituem a

conformação intermediária, que se compõe

normalmente de três etapas:

- Distribuição de massas;

- Dobramento (se for o caso);

- Formação da seção transversal.  

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FORJAMENTO – Em Matriz FORJAMENTO – Em Matriz FechadaFechada

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FORJAMENTO – Em Matriz FORJAMENTO – Em Matriz FechadaFechada

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FORJAMENTO – EquipamentosFORJAMENTO – Equipamentos

• Os equipamentos comumente empregados incluem duas classes principais:

Martelos de forjadeformam o metal através de rápidos golpes de impacto na superfície da peça;

Prensasdeformam o metal submetendo-o a uma compressão contínua com velocidade relativamente baixa. 

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FORJAMENTO – MétodosFORJAMENTO – Métodos

Os processos convencionais de forjamento são

executados tipicamente em diversas etapas:

• Corte do material

• Aquecimento

• Pré-conformação mediante operações de:

Forjamento livre

Forjamento em matriz (em uma ou mais etapas)

• Rebarbação

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FORJAMENTO – AplicaçõesFORJAMENTO – Aplicações• Os materiais conformáveis podem ser forjados.

Os mais utilizados para a produção de peças

forjadas são:

- Aços (comuns e ligados, aços estruturais,

aços para cementação e para

beneficiamento, aços inoxidáveis ferríticos e

austeníticos, aços ferramenta),

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FORJAMENTO – AplicaçõesFORJAMENTO – Aplicações

• Os materiais conformáveis podem ser forjados.

Os mais utilizados para a produção de peças

forjadas são (continuação):

- Ligas de alumínio,

- Cobre (especialmente os latões),

- Magnésio

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FORJAMENTO – AplicaçõesFORJAMENTO – Aplicações• Os materiais conformáveis podem ser forjados.

Os mais utilizados para a produção de peças

forjadas são (Continuação):

- Níquel (inclusive as chamadas superligas,

como Waspaloy, Astraloy, Inconel, Udimet

700, etc., empregadas principalmente na

indústria aeroespacial)

- Titânio

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FORJAMENTO – AplicaçõesFORJAMENTO – Aplicações

• O material de partida geralmente é:

Fundido

Laminado - condição esta que é preferível, por

apresentar uma microestrutura mais

homogênea.

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FORJAMENTO – AplicaçõesFORJAMENTO – Aplicações• Peças com peso até a 2 ou 3 kg:

são normalmente produzidas a partir de

barras laminadas

• Peças com maior peso:

são forjadas a partir de tarugos ou

palanquilhas, quase sempre também

laminados, e cortadas previamente no

tamanho adequado.

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FORJAMENTO – AplicaçõesFORJAMENTO – Aplicações• Peças delgadas:

Chaves de boca

Alicates ; Tesouras; Tenazes; Facas

instrumentos cirúrgicos, etc.

Podem ser forjadas a partir de recortes de

chapas laminadas.

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FORJAMENTO – Operações FORJAMENTO – Operações UnitáriasUnitárias

• São operações relativamente simples de

conformação por forjamento, empregando

matrizes abertas ou ferramentas especiais.

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FORJAMENTO – Operações FORJAMENTO – Operações UnitáriasUnitárias

• Podem ter as finalidades de:

- Produzir peças acabadas de feitio simples

- Redistribuir a massa de uma peça bruta para

facilitar a obtenção de uma peça de geometria

complexa por posterior forjamento em matriz.

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FORJAMENTO – Operações FORJAMENTO – Operações Unitárias Unitárias mais Comunsmais Comuns• Recalque ou recalcamento• Estiramento • Encalcamento • Rolamento • Alargamento • Furação • Extrusão • Laminação de forja • Caldeamento • Cunhagem • Fendilhamento

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FORJAMENTO – Em MatrizFORJAMENTO – Em Matriz

• As operações de obtenção das formas

intermediárias de uma peça constituem a

conformação intermediária, que se compõe

normalmente de três etapas:

- Distribuição de massas;

- Dobramento (se for o caso);

- Formação da seção transversal.