Orientador: Sergio Tonini Button

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: o estado da arte, no forjamento, aponta para o forjamento de precisão. Este tipo tem por meta a produção de forjados com urna qualidade de acabamento que reduza, em parte ou integralmente, as operações secundárias de acabamento. Para atingir este objetivo o projeto de urna peça forjada exige...

Resumo: o estado da arte, no forjamento, aponta para o forjamento de precisão. Este tipo tem por meta a produção de forjados com urna qualidade de acabamento que reduza, em parte ou integralmente, as operações secundárias de acabamento. Para atingir este objetivo o projeto de urna peça forjada exige o abandono do método tradicional de tentativa e erro. O uso de sistemas computacionais passa a ser a ferramenta essencial para conduzir a indústria de forjados a se adaptar a novos requisitos tecnológicos de modo a assegurar custos competitivos nos diferentes mercados. A conformação por forjamento se dá pela aplicação de um estado de compressão direta e a deformação ocorre basicamente por recalque, alargamento e ascensão. Para o recalque simples de cilindrose anéis é desenvolvido neste trabalho um modelo matemático bidimensional de elementos finitos de análise rígido-viscoplástica, cuja
tecnologia é a base para o aprimoramento e implementação do processo de forjamento de precisão. O código do modelo matemático em linguagem FORTRAN 77 tem sua validade verificada por comparação da simulação usando elementos finitos quadrilateros linear e
quadrático com o método do limite superior e resultados experimentais. Foram verificadas as influências sobre as simulações, do emprego de materiais de importância tecnológica distintos, de fatores de atritos diversos, de várias velocidades de processo e outros parâmetros preponderantes. Sendo assumido o estado plano de deformação o modelo adotado mostrou-se adequado para a análise do recalque de cilindros e anéis fornecendo resultados compatíveis com as observações experimentais e as informações encontradas na literatura. Usando o método de elementos finitos simulou-se a variação nos diâmetros internos de anéis com as proporções geométricas convencionais e indicados por gráficos para vários fatores de atrito (m) na interface peça-matriz. Este procedimento é a maneira convencional de representar curvas de calibração teóricas usadas na avaliação de atrito com o teste de anel

Abstract; Precision forging is the state-of-the-art process to produce near-net-shape parts, reducing or eliminating later finishing operations. To reach this goal, conventional trial-anderror methods of forging design are not suitable. Computers are essential tools to make forging industries...

Abstract; Precision forging is the state-of-the-art process to produce near-net-shape parts, reducing or eliminating later finishing operations. To reach this goal, conventional trial-anderror methods of forging design are not suitable. Computers are essential tools to make forging industries adapted to the new technological requirements with competitive costs in different markets. Forging is a forming process held by direct compressive stresses where deformation occurs basicallyby upsetting, stretching and ascending. In this work, ring and cylinder upsetting is analysed using a two-dimensional mathematical model based on the finite element method, with a rigid viscoplastic material. This model is intended to improve precision forging design. The model, with codes written in FORTRAN 77, was validated comparing simulation results (using linear and quadratic finite elements) to upper-bound method and experimental results. The influence of some variables (materiaIs, rnction, forging speed) on the simulation was studied. Assumed the plane-strain state, the model showed good agreement with experimentalresults in the analysisof ring and cylinder upsetting. Many simulations with FEM were held to study changes of ring geometry, depending on rnction factor (m), and to plot theoretical calibration curves used to evaluate friction in the ring test