Resposta direta: A fórmula para cálculo do custo de forjamento
Calculando o custo total de forjamento de aço envolve somar quatro pilares principais: Custo de materiais (peso líquido mais perda instantânea), Custos de ferramentas/matrizes (amortizado ao longo do ciclo de produção), Custo de conversão (energia, mão de obra e despesas gerais da máquina), e Custos pós-processamento (tratamento térmico e usinagem). Para uma engrenagem padrão de tamanho médio, o material normalmente representa 40% a 50% do preço unitário total, enquanto o ferramental é a maior variável inicial.
Custos de matérias-primas e eficiência de rendimento
O ponto de partida para qualquer estimativa é o peso do tarugo bruto. Em forjamento de aço , você deve pagar por mais metal do que o peso real da peça acabada. Isso se deve ao "flash" - o excesso de metal que sai da matriz para garantir que a cavidade seja completamente preenchida.
Cálculo do peso do material
Peso total do material = Peso da peça acabada Perda de escala Perda de flash. A perda de incrustações ocorre durante o aquecimento quando a superfície do aço oxida; isso geralmente explica 1% a 3% do peso total . A perda de flash pode variar de 10% para formas simples até 30% para geometrias finas e complexas.
- Exemplo: Se um virabrequim acabado pesar 20 kg e tiver uma perda de rebarba/incrustação de 20%, você deverá adquirir 25kg de aço bruto .
- Taxa atual de mercado: multiplicada pelo preço por kg do tipo específico (por exemplo, aço carbono 1045 vs. aço liga 4140).
Amortização de Matrizes e Ferramentas
As matrizes de forjamento são caras porque são feitas de aços para ferramentas de alta resistência (como H13) que são usinados com precisão e tratados termicamente. Este é um “custo irrecuperável” que deve ser levado em consideração no preço por peça.
Para calcular isso, pegue o custo total do conjunto de matrizes (por exemplo, US$ 15.000) e divida-o pelo volume de produção esperado. Se você produz apenas 1.000 peças, o ferramental adiciona $ 15,00 por unidade . Se você produz 15.000 peças, isso acrescenta apenas US$ 1,00 por unidade . É por isso que pedidos de alto volume são significativamente mais econômicos para forjamento de aço .
Custo de conversãos: Energy and Overhead
Isto se refere ao “trabalho” real de transformar o tarugo bruto em uma forma forjada. Geralmente é calculado com base no tempo da máquina ou nas taxas de tonelagem.
| Componente de custo | Descrição | Nível de impacto |
|---|---|---|
| Energia de aquecimento | Potência de forno de indução ou gás | Alto (varia de acordo com o peso) |
| Tempo de Martelo/Pressão | Taxa horária do equipamento de forjamento | Moderado (depende dos golpes) |
| Mão de obra direta | Salários para operadores e aparadores | Moderado |
Operações Secundárias e Controle de Qualidade
Uma peça forjada raramente é acabada imediatamente após a parada do martelo. O forjamento cria tensões internas que devem ser gerenciadas, e a superfície geralmente requer refinamento.
Tratamento Térmico
Normalização, recozimento ou têmpera e revenido são essenciais para Forjados de liga de aço para atingir a dureza necessária. Isto pode adicionar $ 0,20 a $ 1,00 por kg dependendo do tempo de ciclo e dos requisitos do forno.
Jateamento e Limpeza
Para remover a incrustação de oxidação, as peças são “jateadas” com granalha de aço. Esta é uma etapa relativamente barata, mas necessária, para garantir que a peça esteja limpa para inspeção ou usinagem final.
A importância do fator complexidade
Nem todos os quilogramas são criados iguais. Um disco redondo simples é muito mais barato de forjar do que um invólucro de paredes finas com cavidades profundas. Peças de alta complexidade exigem mais “golpes” do martelo, maior desgaste da matriz e aparas mais frequentes, o que aumenta o custo de conversão. Ao estimar, os engenheiros geralmente aplicam uma Multiplicador de complexidade (1,0 a 2,5) à taxa de conversão básica para dar conta desses desafios.
Lista de verificação resumida para estimativas forjadas
Para obter um preço preciso, certifique-se de ter calculado o seguinte:
- Peso do boleto: Peso acabado 15-25% de desperdício.
- Vida útil das ferramentas: Quantas peças a matriz pode fazer antes de precisar ser recortada?
- Taxa de transferência: Quantas peças são forjadas por hora?
- Custos de inspeção: Requisitos de partículas magnéticas ou testes ultrassônicos.
