FORJAMENTO 1

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EATON Forjaria
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Introdução - Processos de Manufatura
Conversão de uma matéria-prima em um produto útil
Processos de manufatura: dependem do material, da forma, das propriedades do produto, do seu custo, etc:
Processo que envolvem fusão:
Fundição
Metalurgia do Pó
Soldagem
Conformação de plásticos
Processo com deformação (Conformação)
Laminação
Extrusão
Forjamento
Trefilação
Processos com remoção de material
Processos de usinagem
Erosão
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Introdução - Manufatura por Conformação
Processos de conformação: 
Ocorre quando o material “escoa” (sofre deformação plástica) devido a aplicação de uma força (tensão) maior que o limite de escoamento (plasticidade).
Conceitos importantes:
O que é tensão ...
Curva tensão deformação (limite de escoamento)
Três tipos de estados de tensão: compressão, tração e cisalhamento (aplicação de força).
Dutilidade e trabalhabilidade
Tensão = Força / Área
Gordinha (150 Kg) x Magrinha (50 Kg)
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Introdução - Curva de Escoamento
Exemplo da Represa: o limite de escoamento é como a altura de uma represa ... a água passa e não volta mais ...
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Introdução - Estados de Tensão
O estado de tensão define como a força é aplicada:
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Estado de tensão
Compressão
Tração
Cisalhamento
Exemplo prático
recalque livre de
 uma bolacha
Cabo de guerra, 
ensaio de tração
Usinagem,
corte à frio de barra
Geometria
(esquema)
Exemplos
_1083411428.doc
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Introdução - Dutilidade
Dutilidade: é a característica do material em deformar sem sofrer fratura devido a um carregamento simples (uniaxial)
Frágil: quebra ...
Cerâmicas
Vidro
Superligas
Aço ferramenta
Dútil: amassa,
Chumbo
Alumínio
Aço C
Aço baixa liga
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Introdução - Trabalhabilidade
Trabalhabilidade: É a característica do material em deformar sem sofrer fratura devido a um estado de tensão qualquer.
Uma boa trabalhabilidade requer uma boa dutilidade. Porém, a quantidade de deformação antes da fratura também depende do estado de tensão do processo em questão.
Regra geral: Quanto maior forem as tensões de compressão, maior é a trabalhabilidade.
Por exemplo: O aço do forjamento a frio é cortado (“fraturado”) na guilhotina (tensão de cisalhamento) e forjado com deformações muito maiores sem quebrar.
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Introdução - Classificação dos Processos de Conformação
Tipo de peça:
conformação de tarugo (forjamento, extrusão)
conformação de chapa (laminação, espampagem)
Geometria da zona de deformação:
constante: a geometria de deformação não varia (é constante) ao longo do tempo (extrusão, laminação, trefilação)
transiente: a geometria de deformação varia ao longo do tempo (forjamento)
Condição do processo (temperatura):
à frio (temperatura ambiente)
à morno (abaixo ou próximo da temperatura de recristalização)
à quente (acima da temperatura de recristalização)
Tipo do processo:
Laminação: chapas e barras
Forjamento: eixos, engrenagens, virabrequins, bielas, mangas ...
Extrusão: eixos
Trefilação: cabos
Estampagem: conformação de chapas
Processos especiais: tubos Mannesman (sem costura), cross wedge rolling, 
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Introdução - A Fabricação do Aço
O que vem antes da laminação e do forjamento ?
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Processos - A Laminação
Processo de manufatura mais utilizado na indústria
Tipos de laminação:
Laminação a quente: redução ou desbaste
Laminação a frio: acabamento
Produtos laminados
Limitados a seções constantes e de grande comprimento
Geometria da Zona de deformação: Constante
Equipamentos: Cadeiras e Trens de laminação
Defeitos de laminação
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O Processo de Forjamento
Processo muito utilizado na indústria automobilística
Produtos forjados
Componentes de motores, sistemas de direção e sistemas de transmissão
Desde geometrias simples até bastante complexas
Geometria da Zona de Deformação: Define o Processo
Equipamentos de Forjaria
O Processo e os Defeitos de Forjamento
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Geometria de Forjamento - Os Processos
Diferenças entre os processos mais comuns:
Matriz aberta
Matriz fechada vs Forjamento de Precisão
Processo combinados e Outros processos
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Processo
Vantagens
Limitações
Matriz aberta
Custo da ferramenta
Lote pequeno
Variação de tamanho
Formas simples
Tolerâncias pobres
Baixas taxas de produção
Requer habilidade do operador
Matriz fechada
Rendimento de material
Boas tolerâncias e precisão
Altas taxas de produção
Boa reprodutibilidade
Custo da ferramenta
Usinagem do produto
Perda de material para a rebarba
Precisão
Tolerâncias fechadas
Eliminação de usinagem
Melhor utilização de material
Almas e flanges finas
Custo da ferramenta
Usinagem do produto
Cargas de forjamento
Matrizes complicadas
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Geometria do Forjamento - Forjamento em Matriz Aberta
Forjamento em Matriz Aberta: Recalque (Bolacha)
Força de 
Forjamento
Daqui vem o cálculo de carga do esforço de forjamento ...
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Geometria do Forjamento - Forjamento em Matriz Fechada
Forjamento em 
matriz fechada
Forjamento de precisão 
(“flashless” ou sem rebarba)
punção
matriz inferior
matriz superior
alojamento 
de rebarba
engrenagem forjada
rebarba
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Geometria de Forjamento - Processos de Precisão
Forjamento de precisão
Near net shape: forjado, ou parte do forjado, com a forma “quase” pronta.
Net shape: forjado, ou parte do forjado, com a forma pronta.
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Geometria de Forjamento - Processos Combinados
É comum a combinação de diferentes processos de forjamento ...
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Geometria de Forjamento - Outros Processos
Forjamento de anel (“ring rolling”)
Cross Wedge Rolling
Outros processos
Forjamento com rolo (“roll forging”) 
Forjamento rotativo (“swaging”)
Forjamento orbital
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Forjamento - Equipamentos de Forjaria
Equipamentos de forjamento
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Equipamentos de Forjamento - Prensa Mecânica
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Equipamentos de Forjamento - Prensa Hidráulica
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Equipamentros de Forjamento - Recalcadora
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Forjamento - Descrição Geral do Processo
Barra de aço
Aquecer
Forjar
Rebarbar e/ou Furar
Inspeção 
dimensional
Tratamento Térmico 
Recristalização
Normalização, 
Recozimento ou 
Resfr. Controlado
Jateamento
Endireitar (OPC.)
Esmerilhar (OPC.)
Inspeção final
Forjado Pronto
Tratamento Térmico 
Recozimento
Cortar a quente
Forjamento a Frio
Forjamento em Cross Rolling 
Forjamento a Quente
Forjamento a Morno 
Corte a frio
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Forjamento - Defeitos em Produtos Forjados
Principais defeitos de forjamento a quente (Eaton)
Defeitos de Forjamento de Prensa
Falhas de preenchimento
Canal de óleo amassados
Empenamento ao furar
Dobras de arraste
Furos com deformação e fora de centro
Corte de rebarba desigual
no diâmetro externo
Defeitos de Forjamento em Recalcadora
Deslocamento
Defeitos de Forjamento a Frio
Trincas e Chevrons
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Forjamento - Defeitos de Forjamento a Frio
Trincas (extrerno) e Chevron (interno)
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O Processo de Forjamento - A Ferramenta
A Vida da Ferramenta de Forjamento
Projeto da Ferramenta
Forjado x Usinado
Fibragem
Projeto de Forjamento
Projeto do Produto
Projeto da Ferramenta
Tratamento Térmico
Dureza x Aplicação
Condições de Forjamento
Temperatura, Material, Lubrificantes
Condição da Superfície
Eletroerosão, Retífica, Recobrimentos
Tipo do esforço
Manipulação e manutenção da ferramenta
Tipo do Aço da Ferramenta
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Ferramenta - Vida da Ferramenta de Forjamento
Depende de diversos fatores ...
Vida da ferramenta 
de forjamento
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Projeto da Ferramenta - Usinado x Forjado
Porque devemos forjar e não usinar a partir de um barra ?
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Projeto da Ferramenta: Forjado x Usinado
Além disto, o forjado é mais forte: A fibragem
Se fosse só usinado, as fibras seriam “cortadas”, a peça fica “fraca” ...
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Projeto da Ferramenta - O Produto
Usinagem: Discute o projeto
da engrenagem pronta
Forjaria: Discute o projeto da 
engrenagem forjada
Cliente: Deseja um produto
Vendas: Prepara uma cotação, 
envolvendo Engenharia, 
Manufatura, Suprimentos, etc.
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 Projeto da Ferramenta - O Forjado
Processo de Forjamento:
equipamento (Ø do forjado)
matéria-prima
perfil (eixo ou engrenagem)
temperatura do processo
tamanho do lote
Projeto das Ferramentas
Desenho usinado
Geometria do Produto Forjado:
sobremetal
raios
ângulo de saída
contração
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Tratamento da Ferramentas: Aplicação
O Tratamento Térmico de cada ferramenta depende do aço utilizado e do tipo de utilização de cada ferramenta
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