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Alexandre
10.2.2- Forjamento em Matriz fechada com rebarba , , ,...
10.2.2- Forjamento em Matriz fechada com rebarba
,
,
, O Forjamento' em matriz fech~da com rebarba é executado com matrizes que contêm o '~
pa forma desejada para a peça. O processo é ilustrado em três passos seqüenciais na Figura 10.14. A
matéria-prima é uma peça 'cilíndrica semelhante àquela usada para ilustrar a operação em matriz aberta.
Quando as matrizes se: fecham até a posição final, a rebarba é fornllida pelo metal que flui além: da
cavidade das matrizes e se aloja na pequena abertura entre as matrizes, Embora, essa rebarba deva ser
cortada da peça em uma operação de acabamento subseqüente, ela na verdade tem uma função importante
no forjamento em matriz fechada.~Quando~reBaffla-.GQmeça a~e formar na ab~entre
as matrizes, o
elevado. atrito nesta r~<jão cria uma resistência ao fluxo contínuo do metal em direcão a essa abertura,
iorçandQ o material rerr~anescente a ocupar com le
en e a cavidade da matriz. No forjamento a quente,
a restrição ao fluxo metálico é ainda mais acentuada devido ao rápido res aro o da rebarba de pequena
espessura em contado com a superfície das matrizes, o que aumenta sua resistência à deformação.
=6=testIiç.ão-af.resoomne:l'l:tu~@ico
~e.
naabertura entre as matrizes exi~llmalJmt<:uto si~~vo
cQwpreSSW:l.fo~andQ. Q material a preencber: de1a1he~es
IIJatriz;, cQuseqüentemeI=ltg assgguraI1QQ..UlI1..produto
lmal de alta qyWdade..".
complexos da cavidade da
+
tarugo '"""',
190
~
(1)
(2)
(3)
motriz superior
matriz inferior
Figura 10.14- Seqüência no Forjamento em Matriz fechada com rebarba: (1) antes do contato inicial
com o metal. (2) compressão parcial e (3) fim do processo, .quando se observa O
. surgimento da rebarba no espaçarnento entre as matrizes.
Freqüentemente, são requeridos Vários passes no forjamento em matriz fechada com rebarba para
transformar. a pré-forma inicial em uma peça com a geometria final desejada. São necessárias cavidades
separadas na matriz para cada passe. Os passes iniciais são projetados para redistribuir o metal na peça, de
. forma a se alcançaruma deformação uniforme e uma estrutura metalürgica favorável para. os passes
subseqüentes. Os passes finais. conferem à peça a geometria final desejada. Além disso, quando se utiliza
martelo de forja (aplicação de carga de impacto), podem ser requeridos vários golpes para cada cavidade
da matriz.
.
Devidbà formação da rebarba nó forjamento em matriz fechada e às formas mais complexas das
peças feitas com estas matrizes, ~as
envolvidas neste processo são significativamente maiores e
..maisdifíÇss de serem a~ciasqueno
.fatores .deprojet~o
freqüentementeusados
forjamentb em matrii aberta. Fórmulas relativamente simples~e .
para se estimar as fors:as no fOIiamentQ em matriz fechadá
"com re:bill:b.a A fórmula para cálculo da força éa mesma da Equação (10.16) para forjamento em matriz
aberta, mas sua interpretação é lígeiramente diferente:
. (lOd8)
OrideF é a força máxima na operação, N; A é a área da projeção dapeça acabada, inc1ilindo-ª
"rebSIb.a. mri4.õ'"é a tensão de escoamento do material, MPa; e Kf é o coeficiente de funna para a
operação de forjamento. No-f01;jame:atO a quente, e-valor <Jpropriadcide@
ª kflaão:::à~..escQªrríento do
~tr.abalho.
Em outros casos, a determinação do correto valor da tensão de fluxo é
difícil porQ,ue a deformação ~aria ao long6 da pe~a 12arafo~as com,plex~. Na Equação (1O.18),~ir é
um fator utilizado para considerar aumentos requerido na força de forjamento para peças de vári~s
complexidades. A tabela 10.1 indica valores de K f para diferentes geometrias de peças. Obviamente, o
problema de especificar o valor correto de Kf para urna determinada peça limita a precisão da estimativa
de força.
A equação 10.18 se aplica à força máxima durante a: operação, uma vez que esta é a carga que
determinará a capacidade da prensa ou martelo usado na operação. A força máxima é alcançada ao
término do passe de forjamento, quando a área projetada e O atrito atingem seus valores máximos.
~!Jbseqüentes
<0 forjamento em ~atriz fechada não é capaz de conferir à Reca tolerâncias estreitas e ope~s
de llsinagemsãQ
freqiienteu1€lnte
reqneridas para se alcanyar à precÜ:ãQ desejada. A
geometria básica da peça é obtida através do forjamento, sendo a usínagem realizada em porções d-;;'peça
que requerem acabamento de precisão (por exemplo, furos, roscas e superfícies que se acoplam a outras).
191
Tabela 10.1- Valores típicos de Kf para várias formas de peças em forjamento em matriz fechada com
e sem rebarba,
Forma do metal
Fo:rjamento em matriz fechada com rebarba
Forma simples com rebarba
Forma complexa com rebarba .
Forma muito com lexa com rebarba
Fo:rjamento em matriz fechada sem rebarba
Cunhagem (superfícies de topo e de fundo)
Formas com lexas
A~•.LlUUlt:a.ge.ns-~ento,
6.0
8.0
10.0
6.0
8.0
comparada 5 com a m;magem total da peça; sãQ a m~
~duçã0.J.3
economia de material, a·maior resistência, a orientação dire~ional das Eartículas de Segun
fase e a fragm~DtaçãQ.l;!referencialdosgr:ãos.
Estas duas últimas características são .as responsáveis peIa
estrutura fibrcoa, .comumente revelada por macroataque. Uma comparação do fluxo de grãos. no
. forjamento e na usinagem éilustrada na Figura 10.15.
(o)
.
.
(I»
Figura 10.15-Comparação da macroestrutura numa peça (a) forjada a quente com acabamento por
usinagem e (b) uma peça completamente usinada.
...
O aperfeiçoamento na tecnologia do forjamento em matriz fechada tem permitido a produção de
forjados de seção mais fina, com geometrias mais complexas e tolerâncias mais estreitas, além de permitir
uma redução drástica nos ângulos de saída requeridos para as matrizes (Seção 10.2.4) e: possível
eliminação da usinagern final.Ds processos de fmjarnentQ com essas características SãÇl..COOflecidos cemo--fgrjOmento de precisão. Faça um resumo do texto
10.2.2- Forjamento em Matriz fechada com rebarba , , , O Forjamento' em matriz fech~da com rebarba é executado com matrizes que contêm o '~ pa forma desejada para a peça. O processo é ilustrado em três passos seqüenciais na Figura 10.14. A matéria-prima é uma peça 'cilíndrica semelhante àquela usada para ilustrar a operação em matriz aberta. Quando as matrizes se: fecham até a posição final, a rebarba é fornllida pelo metal que flui além: da cavidade das matrizes e se aloja na pequena abertura entre as matrizes, Embora, essa rebarba deva ser cortada da peça em uma operação de acabamento subseqüente, ela na verdade tem uma função importante no forjamento em matriz fechada.~Quando~reBaffla-.GQmeça a~e formar na ab~entre as matrizes, o elevado. atrito nesta r~<jão cria uma resistência ao fluxo contínuo do metal em direcão a essa abertura, iorçandQ o material rerr~anescente a ocupar com le en e a cavidade da matriz. No forjamento a quente, a restrição ao fluxo metálico é ainda mais acentuada devido ao rápido res aro o da rebarba de pequena espessura em contado com a superfície das matrizes, o que aumenta sua resistência à deformação. =6=testIiç.ão-af.resoomne:l'l:tu~@ico ~e. naabertura entre as matrizes exi~llmalJmt<:uto si~~vo cQwpreSSW:l.fo~andQ. Q material a preencber: de1a1he~es IIJatriz;, cQuseqüentemeI=ltg assgguraI1QQ..UlI1..produto lmal de alta qyWdade..". complexos da cavidade da + tarugo '"""', 190 ~ (1) (2) (3) motriz superior matriz inferior Figura 10.14- Seqüência no Forjamento em Matriz fechada com rebarba: (1) antes do contato inicial com o metal. (2) compressão parcial e (3) fim do processo, .quando se observa O . surgimento da rebarba no espaçarnento entre as matrizes. Freqüentemente, são requeridos Vários passes no forjamento em matriz fechada com rebarba para transformar. a pré-forma inicial em uma peça com a geometria final desejada. São necessárias cavidades separadas na matriz para cada passe. Os passes iniciais são projetados para redistribuir o metal na peça, de . forma a se alcançaruma deformação uniforme e uma estrutura metalürgica favorável para. os passes subseqüentes. Os passes finais. conferem à peça a geometria final desejada. Além disso, quando se utiliza martelo de forja (aplicação de carga de impacto), podem ser requeridos vários golpes para cada cavidade da matriz. . Devidbà formação da rebarba nó forjamento em matriz fechada e às formas mais complexas das peças feitas com estas matrizes, ~as envolvidas neste processo são significativamente maiores e ..maisdifíÇss de serem a~ciasqueno .fatores .deprojet~o freqüentementeusados forjamentb em matrii aberta. Fórmulas relativamente simples~e . para se estimar as fors:as no fOIiamentQ em matriz fechadá "com re:bill:b.a A fórmula para cálculo da força éa mesma da Equação (10.16) para forjamento em matriz aberta, mas sua interpretação é lígeiramente diferente: . (lOd8) OrideF é a força máxima na operação, N; A é a área da projeção dapeça acabada, inc1ilindo-ª "rebSIb.a. mri4.õ'"é a tensão de escoamento do material, MPa; e Kf é o coeficiente de funna para a operação de forjamento. No-f01;jame:atO a quente, e-valor <Jpropriadcide@ ª kflaão:::à~..escQªrríento do ~tr.abalho. Em outros casos, a determinação do correto valor da tensão de fluxo é difícil porQ,ue a deformação ~aria ao long6 da pe~a 12arafo~as com,plex~. Na Equação (1O.18),~ir é um fator utilizado para considerar aumentos requerido na força de forjamento para peças de vári~s complexidades. A tabela 10.1 indica valores de K f para diferentes geometrias de peças. Obviamente, o problema de especificar o valor correto de Kf para urna determinada peça limita a precisão da estimativa de força. A equação 10.18 se aplica à força máxima durante a: operação, uma vez que esta é a carga que determinará a capacidade da prensa ou martelo usado na operação. A força máxima é alcançada ao término do passe de forjamento, quando a área projetada e O atrito atingem seus valores máximos. ~!Jbseqüentes <0 forjamento em ~atriz fechada não é capaz de conferir à Reca tolerâncias estreitas e ope~s de llsinagemsãQ freqiienteu1€lnte reqneridas para se alcanyar à precÜ:ãQ desejada. A geometria básica da peça é obtida através do forjamento, sendo a usínagem realizada em porções d-;;'peça que requerem acabamento de precisão (por exemplo, furos, roscas e superfícies que se acoplam a outras). 191 Tabela 10.1- Valores típicos de Kf para várias formas de peças em forjamento em matriz fechada com e sem rebarba, Forma do metal Fo:rjamento em matriz fechada com rebarba Forma simples com rebarba Forma complexa com rebarba . Forma muito com lexa com rebarba Fo:rjamento em matriz fechada sem rebarba Cunhagem (superfícies de topo e de fundo) Formas com lexas A~•.LlUUlt:a.ge.ns-~ento, 6.0 8.0 10.0 6.0 8.0 comparada 5 com a m;magem total da peça; sãQ a m~ ~duçã0.J.3 economia de material, a·maior resistência, a orientação dire~ional das Eartículas de Segun fase e a fragm~DtaçãQ.l;!referencialdosgr:ãos. Estas duas últimas características são .as responsáveis peIa estrutura fibrcoa, .comumente revelada por macroataque. Uma comparação do fluxo de grãos. no . forjamento e na usinagem éilustrada na Figura 10.15. (o) . . (I» Figura 10.15-Comparação da macroestrutura numa peça (a) forjada a quente com acabamento por usinagem e (b) uma peça completamente usinada. ... O aperfeiçoamento na tecnologia do forjamento em matriz fechada tem permitido a produção de forjados de seção mais fina, com geometrias mais complexas e tolerâncias mais estreitas, além de permitir uma redução drástica nos ângulos de saída requeridos para as matrizes (Seção 10.2.4) e: possível eliminação da usinagern final.Ds processos de fmjarnentQ com essas características SãÇl..COOflecidos cemo--fgrjOmento de precisão. Faça um resumo do texto
