Estudo e análise do forjamento a quente de um aço SAE 1045

Abstract

O trabalho foi realizado a partir de um estudo teórico-experimental com o objetivo de reduzir custos na fabricação de parafusos tipo olhal, utilizados em máquinas agrícolas com volume anual de consumo na faixa de 45mil peças. Os parafusos são obtidos por processo de forjamento a quente e fabricados em aço SAE 1045. Essas geometrias de peças possuem uma furação comumente feita por meio do processo de usinagem. O presente estudo desenvolveu um novo forjado, com redução do material na região central da peça onde é localizada a furação, para que esse furo pudesse ser feito com a peça ainda quente com auxílio de um punção, aproveitando assim o calor que foi gerado via aquecedora (eletro recalcadora) para o processo de forjamento. A geratriz proposta eliminou o processo de usinagem, ganhando tempo de máquina e reduziu os custos com os insumos específicos (ferramentas de corte, fluido refrigerante, óleos protetivos), apenas a redução de massa da nova geratriz permitiu uma grande redução de matéria prima. A partir da simulação feita via software “simufact forming” foi analisado o preenchimento da cavidade, pontos de possíveis defeitos do forjamento que poderiam interferir na furação e os principais pontos de contato da peça com a ferramenta, posteriormente, fez-se os desenhos de todo o ferramental (matriz, punção, rebarbador) para dar início ao experimento prático. No experimento foram forjadas e furadas 4.000 peças, que apresentaram resultado satisfatório. Ferramental e punção apresentaram desgaste moderado devido ao número de ciclos, mas sem nenhuma interferência dimensional que impactasse a qualidade da peça. Concluiu-se que a simulação computacional trouxe resultados coerentes e assertivos com relação ao processo esperimentalCom essa geratriz proposta, conseguiu-se economizar 1ton de material por ano, e sendo feita a furação de forma sequencial conseguiu-se reduzir 225 horas de usinagem. Comprovando a vantagem desse aproveitamento da caloria da peça forjada.

The work is carried out from a theoretical-experimental study, with the objective of reducing costs in the manufacture of an eyelet type, hot forged, manufactured in SAE 1045 steel and which are used in agricultural machinery. These part geometries have a hole made through the machining process, after forging, and the present study aims to develop a new forging in which it has a relief so that a part can be hot drilled with the aid of a punch in it. forging process, taking advantage of the heat generated via heating (electro pressurizer) for the forging process. The project under study consists of a die with a pre-drilled hole for subsequent hot drilling. In the same tool, the deburring tool and the punch were coupled to make the drilling, without the need for any subsequent machining process, machine time and specific machining inputs (cutting tools, coolant, protective oils). A die with the desired profile was created, at the sketch level via "simufact formed" software, where the filling of the cavity, points of possible bending of the material that could interfere with the drilling and the main contact points of the part with the tool were analyzed. susceptible to premature wear of the punch or die, the drawings of the entire tooling (die, punch, deburring) were subsequently made to start the practical experiment. In the experiment, 4,000 pieces were forged and drilled, with a satisfactory result. Tooling and punching wear due to the number of cycles, but without any interference in the dimension of the part. With this process of preform and sequential punching, it was possible to save 1.5 ton of material, due to the generatrix developed for punching. Proving the advantage of using the calorie of the forged part.