Aula 6 Matéria Prima (Forjamento)

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Processo de Fabricação
Aula 6
Forjamento
Histórico
 O forjamento é o mais antigo processo de conformar 
metais, tendo suas origens no trabalho dos ferreiros de 
muitos séculos AC.
 A substituição do braço do ferreiro ocorreu nas primeiras 
etapas da Revolução Industrial. 
Forjamento
 É o nome dado às operações de conformação mecânica 
efetuadas com esforço de compressão sobre um 
material dúctil entre duas ferramentas, de tal modo que 
ele tende a assumir o contorno ou perfil da cavidade na 
ferramenta de trabalho.
Forjamento
 Esforço Mecânico: Compressão com Sucessivos 
golpes ou Prensagem gradual
 Ferramentas: Na maioria das operações de forjamento 
emprega-se um ferramental constituído por um par de 
ferramentas de superfície plana ou côncava, 
denominadas matrizes
 Usos: A maioria das operações de forjamento é 
executada a quente; contudo, uma grande variedade de 
peças pequenas, tais como parafusos, pinos, porcas, 
engrenagens, pinhões, etc., são produzidas por 
forjamento a frio.
Histórico
 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
Classificação
 O forjamento pode ser dividido em dois grandes grupos 
de operações: 
 Matriz aberta ou Forjamento livre 
 Matriz fechada
Forjamento em Matriz Aberta
 O material é conformado entre matrizes planas ou 
de formato simples, que normalmente não se 
tocam 
Forjamento em Matriz Aberta
 É usado geralmente para fabricar peças grandes, com 
forma relativamente simples (ex.: eixos de navios e de 
turbinas, ganchos, correntes, âncoras, alavancas, 
excêntricos, ferramentas agrícolas, etc.) e em pequeno 
número; 
 Também utilizado para pré-conformar peças que serão 
submetidas posteriormente a operações de forjamento 
mais complexas. 
Sem atrito Com atrito
Forjamento em Matriz Aberta
Forjamento em Matriz Aberta
Forjamento em Matriz Aberta
 Vantagens
 Matrizes simples e barato; grande faixa de tamanhos; 
boa resistência mecânica
 Desvantagens
 Somente formatos simples; dificil obter tolerâncias 
estreitas; usinagem requerida; baixa taxa de produção; 
pobre aproveitamento do material; maior habilidade 
requerida
Forjamento em Matriz Aberta
Forjamento em 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, permitindo assim 
obter-se peças com tolerâncias 
dimensionais menores do que no 
forjamento livre. 
Forjamento em Matriz Fechada de um 
Virabrequim 
Forjamento em Matriz Fechada
 As cavidades das matrizes são formadas para 
controlar o fluxo de metal
 A matriz superior é fixada no martelo ou prensa e a 
matriz inferior na bigorna ou mesa
 O metal flui e preenche completamente a cavidade 
formada entre as duas matrizes
Características
Características
 Nos casos em que a deformação ocorre dentro de uma cavidade 
totalmente fechada, sem zona de escape, é fundamental a 
precisão na quantidade fornecida de material: uma quantidade 
insuficiente implica falta de enchimento da cavidade e falha no 
volume da peça; um excesso de material causa sobrecarga no 
ferramental, com probabilidade de danos ao mesmo e ao 
maquinário. 
 Dada a dificuldade de dimensionar a quantidade exata fornecida 
de material, é mais comum empregar um pequeno excesso. 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 de metal 
em torno da peça forjada. 
Rebarba
 O metal em excesso flui para fora da cavidade da 
matriz e se aloja na zona oca chamada “bacia”. 
 Este excesso de metal é chamado de rebarba
Rebarba
 As funções da rebarba, portanto, são duas: 
1. Atuar como "válvula de segurança" para o excesso de metal 
na cavidade das matrizes; e 
2. Regular o escapamento do metal, aumentando a resistência 
ao escoamento do sistema de modo que a pressão cresça até 
valores elevados, assegurando que o metal preencherá todos 
os recessos da cavidade. A figura abaixo é uma curva típica 
da variação da pressão ou carga de forjamento em função do 
avanço das matrizes.
Rebarba
Forjamento em Matriz Fechada
 O forjamento sem rebarba pode ser realizado se o metal 
é deformado numa cavidade que fornece confinamento 
total
 Muitos produtos forjados são produzidos por uma série 
de cavidades
 1ª impressão é chamada de bordadura, encalcamento ou 
dobramento
 Impressões Intermediárias são para ajustar o metal para 
próximo da sua forma final
 A forma final é obtida na operação de forjamento final
 A remoção da rebarba é feita numa operação posterior de 
corte (Rebarbação).
Forjamento sem Rebarba
Etapas do Forjamento
Bordadura
Encalcamento
Pré-forma
Forjado
Rebarbação
Forjamento em matriz fechada
 Vantagens
 Melhor aproveitamento do material; Melhores 
propriedades; boa precisão dimensional ; Alta taxa 
de produção; boa reprodutibilidade
 Desvantagens
 Alto custo do ferramental para pequenas 
quantidades; Necessidade frequente de Usinagem 
Equipamentos
 Os equipamentos comumente empregados incluem duas 
classes principais:
 Martelos de Forja, que deformam o metal através de rápidos 
golpes de impacto na superfície do mesmo;
 Prensas, que deformam o metal submetendo-o a uma 
compressão contínua com velocidade relativamente baixa.
Martelo de forja Prensa
 Martelos controlados por computador podem fornecer golpes 
variáveis
 O martelo mais simples é o de queda livre (gravidade)
 Recomendado para peças menores e mais finas
 Deformação por impacto e não-uniforme
 Lotes de até 3000 peças
Martelo de forja - características
Prensas
 Para peças grandes ou espessas
 Ação de compressão lenta penetra 
completamente o metal
 Produz um fluxo de metal e uma 
deformação mais uniforme 
 Tempos de contato entre a matriz e 
peça mais longos
 As matrizes podem ser aquecidas 
(forjamento isotérmico)
 Podem ser mecânicas ou 
hidráulicas
Operações unitárias
 Operações relativamente simples de conformação por 
forjamento, empregando matrizes abertas ou 
ferramentas especiais, podendo ter as finalidades de: 
 produzir peças acabadas de formato simples
 redistribuir a massa de uma peça bruta para facilitar a 
obtenção de uma peça de geometria complexa por posterior 
forjamento em matriz.
 Compressão direta do material entre um par de 
ferramentas de face plana ou côncava, visando 
primariamente reduzir a altura da peça e aumentar a sua 
secção transversal
Recalque ou recalcamento
 Visa aumentar o comprimento de uma peça às custas da 
sua espessura
Estiramento
Encalcamento (ingl. fullering)
 Variedade de estiramento em que se reduz a secção de 
uma porção intermediária da peça, por meio de uma 
ferramenta ou impressão adequada
Rolamento
 Operação de distribuição de massa ao longo do 
comprimento da peça, mantendo-se a secção transversal 
redonda enquanto a peça é girada em torno do seu próprio 
eixo.
Alargamento
 Aumenta a largura de uma peça reduzindo sua 
espessura. 
Furação
 Abertura de um furo em uma peça, geralmente por meio 
de um punção de formato apropriado
EXRECÍCOS
1. O que é Forjamento ?
2. Quais as características do Forjamento de MatrizFechada ?
3. Quais as Vantagens e Desvantagens do Forjamento de 
Matriz Aberta ?
4. A Rebarba tem alguma utilidade no Forjamento ? 
Explique.
5. Qual a finalidade do processo