Equação preditiva geral para o cálculo da força de retenção em freios de estampagem

Data
16/05/2014
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Editor
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP)

Resumo

No processo de estampagem em chapas metálicas existe uma grande relação entre a qualidade das peças produzidas e o controle do fluxo de material conformado para dentro da matriz. Este controle é feito por meio da Força de Retenção (FR) produzida pelo prensa-chapas e, ao se necessitar uma magnitude maior para esta força, geralmente utilizam-se os freios de estampagem, que evitam rugas e trincas nas peças estampadas. Para identificar a FR ideal, o método convencional de ajuste por meio de ensaios é amplamente utilizado. Para se reduzir a quantidade de tentativas de ajustes da força oriunda destes freios, conceitos precisos sobre eles se tornam muito importantes para os projetistas. Baseado em uma metodologia híbrida que combina similitude em engenharia com bases de dados numéricas obtidas via simulação em Elementos Finitos (EF), Duarte (2007), propõe a Equação Preditiva Geral (EPG), que estima a FR ideal por meio da relação de parâmetros geométricos, de materiais e de processos. Neste estudo, esta mesma metodologia foi utilizada e duas novas equações foram criadas. Ambas foram obtidas sob as mesmas condições, com exceção da força do prensa-chapas (FP). Uma das equações foi obtida utilizando a FP igual a 50 kN e a outra com FP igual a 100 kN. Os limites de validade dos parâmetros, principalmente de materiais, foram ampliados visando maior aplicabilidade prática do estudo em diversos materiais como: Alumínio, Bronze, Cobre Níquel, Titânio, Aço e suas ligas. Os resultados obtidos pelas equações utilizadas foram validados com os dados experimentais de Nine (1978). Nesta validação, observou-se que a EPG elaborada com FP igual a 50 kN obteve melhores resultados. Outros vinte dados obtidos experimentalmente por simulação numérica em EF foram utilizados para verificar a precisão da equação. Os resultados finais apresentaram desvio médio de 5%, quando comparados aos testes experimentais. Ao final, um aplicativo Android para dispositivos móveis de comunicação foi projetado para automatizar a realização de cálculos da EPG, tornando-se uma ferramenta importante para promover a aplicabilidade deste estudo.


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