Post on 07-Apr-2016
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.