4 - Forjados - Moodle - Parte 1

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1º Semestre de 2017 Prof. Mauro Moraes de SouzaME8810 / NMA810 - Projetos de Ferramentas de Conformação
Disciplina: NMA810
Projetos de Ferramentas de Conformação
EQUIPAMENTOS PARA FORJAMENTO
1o Semestre de 2017
Mauro Moraes de Souza
masouza@fei.edu.br
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Vamos Combinar?
• Sua presença é importante!
• Entrar na sala em tempo razoável ajuda a todos!
• Esteja presente! Falar, teclar ou se ausentar no celular, atividades 
outras não relacionadas à aula desfocam
• A aula é para você. Sinta-se à vontade para interromper e sanar 
dúvidas. Lembre-se apenas que falar ao mesmo tempo faz com que 
todos percam!
• Manter silêncio e permanecer sentado durante a chamada acelera o 
processo, evita que faltas erradas sejam lançadas!
• O que você faz e como você faz é o que o define como pessoa e 
profissional!
• Revejam as recomendações e as aulas do Professor Taylor!
2. Equipamentos para Forjamento
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 Em geral materiais dúcteis;
 A geometria da peça limita aplicação do forjamento;
 Quando a geometria permita, concorre com a fundição e a sinterização;
• Economia de material;
• Propriedades mecânicas;
• Produtividade;
• Custo-benefício.
Metalurgia dos Produtos Forjados
http://www.carrosinf
oco.com.br/carros/2
015/09/detalhes-do-
cabecote-para-
motores-otto-
automotivos/
3. Forjados
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 Homogenização do material pela dispersão da zona de segregação;
 Refino do grão proveniente da fundição;
 Estrutura granular fibrosa – aumento das propriedades mecânicas na
direção paralela à direção do escoamento dos grãos;
 Fibramento ou linhas de fluxo - fornecem ao forjado resistência à fadiga
superior quando comparado à mesma peça somente usinada a partir
de barra.
Metalurgia dos Produtos Forjados
3. Forjados
1º Semestre de 2017 Prof. Mauro Moraes de SouzaME8810 / NMA810 - Projetos de Ferramentas de Conformação
 Fibramento ou linhas de fluxo - fornecem ao forjado resistência à fadiga
superior quando comparado à mesma peça somente usinada a partir
de barra.
Metalurgia dos Produtos Forjados
Conformado
Usinado
Fonte: Hubertus Colpaert, Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, 2008.
3. Forjados
1º Semestre de 2017 Prof. Mauro Moraes de SouzaME8810 / NMA810 - Projetos de Ferramentas de Conformação
 Tratamentos térmicos – peças com geometria complexa podem
requerer tratamentos térmicos posteriores para alívio de tensões
residuais, homogeneização da microestrutura, melhoria da
usinabilidade e aumento das propriedades mecânicas;
 Resfriamento Controlado – foi desenvolvido nas últimas décadas com o
objetivo de conferir essas características aos forjados a partir do calor
de forja e aços com composição química adequada.
Metalurgia dos Produtos Forjados
Eliminação do tratamento térmico
Energia Elétrica
Lead Time
Número de processos
Aumento da produtividade com 
redução de custos!
3. Forjados
http://www.google.com.br/url?url=http://kibomblogger.blogspot.com/2010/11/uma-das-maiores-preocupacoes-em-nossos.html&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=ecDgU7vPA8PNsQTetYD4BQ&ved=0CB4Q9QEwBA&usg=AFQjCNHmyOWbmb6R2l-dThtRd24heGPwdg
http://www.google.com.br/url?url=http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-576113309-6128-relogio-parede-grande-cromado-metalizado-espelhado-_JM&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=QfLYU8a_JvHisAT69oKwAQ&ved=0CDgQ9QEwEQ&usg=AFQjCNEgniS4l8OKGICqU0NxIcxVL6zujg
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Resfriamento Controlado
Aquecimento 
900° C – 1050° C
Entrada da esteira
500° C – 700° C
Saída da esteira
Blank forjado
1200° C – 1250° C 1150° C – 1250° C
Fonte: Diagrama TTT cortesia da GERDAU
3. Forjados
Fonte: Neumayer-Tekfor
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Dimensionamento 
do sobremetal
Fabricação de componentes forjados – O projeto a quente
Dimensões do 
produto final
Dimensões do 
blank forjado
Sequência de 
forjamento
Cálculo da força 
de forjamento
Seleção da 
máquina
Projeto do 
ferramental
Simulação MEF Try-out Produção 
seriada
3. Forjados
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Fabricação de componentes forjados - Dimensões do 
produto forjado
3. Forjados
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Fabricação de Componentes Forjados 
Dimensionamento do Sobremetal
Dimensões de projeto Sobremetal para usinagem Blank forjado
3. Forjados
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3. Forjados
Fabricação de Componentes Forjados 
Desenho do Blank Forjado
FORMA
DIN EN10254
(DIN 7523)
(NBR 8999)
TOLERÂNCIAS
DIN EN10243
(DIN 7526)
(NBR 8999)
Peso até 250kg 
Comprimento até
2500mm
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3. Forjados
 Definem todos os tipos de dimensões características e nomenclatura
dos forjados.
1. Desenho do forjado
2. Qualidade do forjado
3. Material e massa do forjado
4. Índice de esbeltez
5. Tipo de rebarba
6. Tabelas de dimensionamento.
7. Parâmetros para a determinação das tolerâncias
Normas DIN EN10254 (Forma) e 10243 (Tolerâncias)
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3. Forjados
1. Qualidade do Forjado - F ou E
2. Grupo de Material - M1 ou M2
3. Índice de Esbeltez S - S1, S2, S3 ou S4
4. Tipo de Rebarba - Plana, Simétrica, Assimétrica
Classificação dos Forjados segundo as 
Normas DIN EN 10254 e 10243 
(Antigas NBR 8999 e DIN 7523 / 7526)
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3. Forjados
1. Qualidade do Forjado - F ou E
Qualidade F
• Comercial ou Normal
Qualidade E
• Especial ou Precisão
• Casos especiais de tolerâncias apertadas, não 
garantidas por processos convencionais
Classificação dos Forjados segundo as Normas DIN EN 
10254 e 10243 (Antigas NBR 8999 e DIN 7523 / 7526)
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3. Forjados
2. Grupo de Material - M1 ou M2
M1
• C ≤ 0,65% e Soma (Mn+Ni+Cr+Mo+V+W) ≤ 5 % massa
M2
• C > 0,65% ou Soma (Mn+Ni+Cr+Mo+V+W) > 5% massa
• Aços mais difíceis de forjar
• Resultam em maior desgaste de ferramenta 
Classificação dos Forjados segundo as Normas DIN EN 
10254 e 10243 (Antigas NBR 8999 e DIN 7523 / 7526)
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Exercício de aplicação
Classifique os aços listados na tabela segundo o grupo de material definido 
pela norma DIN EN10243/10254 (Antigas NBR 8999 e DIN 7523 / 7526)
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3. Forjados
3. Índice de Esbeltez S - S1, S2, S3 ou S4
S = mf / me = massa do forjado / massa sólido envolvente
Sólido envolvente de formato simples
Cilindro
me = 𝝅𝝅 × 𝒅𝒅𝟐𝟐
𝟒𝟒
× 𝒉𝒉 × 𝝆𝝆
𝝆𝝆 = 𝟕𝟕,𝟖𝟖𝟖𝟖 𝒙𝒙𝟏𝟏𝟏𝟏−𝟖𝟖 kg/mm3
Classificação dos Forjados segundo as Normas DIN EN 
10254 e 10243 (Antigas NBR 8999 e DIN 7523 / 7526)
Paralelepípedo
me = 𝒍𝒍 × 𝒃𝒃 × 𝒉𝒉 × 𝝆𝝆
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3. Forjados
3. Índice de Esbeltez S - S1, S2, S3 ou S4
S1 = 0,63do 
forjado.
Classificação dos Forjados segundo as Normas DIN EN 
10254 e 10243 (Antigas NBR 8999 e DIN 7523 / 7526)
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3. Forjados
4. Tipo de Rebarba - Plana, Simétrica, Assimétrica
Plana 
Simétrica
Assimétrica
Classificação dos Forjados segundo as Normas DIN EN 
10254 e 10243 (Antigas NBR 8999 e DIN 7523 / 7526)
1º Semestre de 2017 Prof. Mauro Moraes de SouzaME8810 / NMA810 - Projetos de Ferramentas de Conformação
3. Forjados
1. Qualidade do Forjado - F ou E
2. Grupo de Material - M1 ou M2
3. Índice de Esbeltez S - S1, S2, S3 ou S4
4. Tipo de Rebarba - Plana, Simétrica, Assimétrica
Classificação dos Forjados segundo as 
Normas DIN EN 10254 e 10243 
(Antigas NBR 8999 e DIN 7523 / 7526)
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3. Forjados
O projeto da peça forjada deve prever:
1. Sobremetal para regiões que serão usinadas 
posteriormente. 
2. Ângulos de saída da ferramenta nas peças.
3. Raios de concordância, sempre os maiores possíveis.
4. Linhas de fluxo na deformação do material.
5. Linhas de rebarba externa e interna.
Projeto de Peças Forjadas
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3. Forjados
• Para regiões que serão usinadas posteriormente
• Acabamento após o processo de forjamento a quente;
• Camada de sobremetal para a usinagem;
• Espessura deve evitar falhas de usinagem;
• Tolerâncias adequadas à espessura;
• Distribuição o mais uniforme;
• Para todos os cálculos na disciplina adotar sobremetal
de 4 mm.
1. Sobremetal
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3. Forjados
1. Sobremetal de 4mm
Matriz 
Superior
Matriz 
Inferior
4
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3. Forjados
2. Ângulos de saída da ferramenta na peça
• Necessários para facilitar a saída do forjado de dentro da 
matriz;
• Valor do ângulo de saída é função:
• da dimensão da peça, 
• do tipo de operação a ser realizada
• do tipo de máquina a ser utilizada.
• Tabela A/4 da Norma DIN EN10254 (DIN7523)
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3. Forjados
Ângulo de 
saída de 
ferramenta 
(mandril) 
interno (B°) 
Diâmetro máximo da peça (ØX)
Al
tu
ra
 d
a 
fla
ng
e 
(M
)
Al
tu
ra
 d
a 
pe
ça
 (H
)
Al
m
a 
(F
)
Diâmetro de 
furo (ØZ)
Diâmetro de furo
Ângulos de 
saída de 
ferramenta 
internos (C°) 
(C°) 
(C°) 
(A°) 
Raios 
internos ou 
reentrantes 
(RI)
(C°) 
(RI) 
(RI) 
(RI) 
(ØY)
(RI) 
(RI) 
Ângulos de saída de 
ferramenta externos (A°) 
(RE) 
Raios externos ou salientes (RE)
2. Ângulos de saída da ferramenta na peça 
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3. Forjados
Tabela A/4 da Norma DIN EN10254 (DIN7523)
Inclinações Laterais em peças forjadas em matriz
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3. Forjados
2. Ângulos de saída da ferramenta na peça 
6º 
3º 
3º 
3º 
6º 
3º 
Prensa
Normal
Interno 6º 
Externo 3º 
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3. Forjados
• Facilitam a retirada da peça da matriz após o forjamento
• Evitam regiões de acumulo de tensões
• Objetivar sempre os maiores possíveis.
• Peças com regiões muito delgadas
 Resfriamento muito rápido
 Dificuldade do material preencher a matriz
 Aumentar os raios para facilitar a saída da peça.
 Crítico na operação de ascenção.
3. Raios de Concordância
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3. Forjados
Tabelas A/5 da Norma DIN EN10254 (DIN7523)
• Valores mínimos de arredondamento de cantos 
salientes e reentrantes
Tabela A/6 da Norma DIN EN10254 (DIN7523)
• Valores de raios de arredondamento de cabeças de 
mandris 
Tabela A/7 da Norma DIN EN10254 (DIN7523)
• Valores mínimos de espessuras de paredes, 
nervuras e fundos 
3. Raios de Concordância - Determinação
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3. Forjados
 Tipos de Raios de Arredondamento de Canto
• Salientes
• Reentrantes
3. Raios de Concordância
Tabela A/5 da Norma 
DIN EN10254 (DIN7523)
Tabela A/6 da Norma 
DIN EN10254 (DIN7523)
• Da cabeça do 
mandril
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	Número do slide 5
	Número do slide 6
	Resfriamento Controlado
	Fabricação de componentes forjados – O projeto a quente
	Fabricação de componentes forjados - Dimensões do produto forjado
	Fabricação de Componentes Forjados Dimensionamento do Sobremetal
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	Número do slide 30