Modelamento da operação de puncionamento utilizando o critério de falha dúctil

Abstract

Resumo: Durante o processo de conformação mecânica de chapa pelo processo de puncionamento, ocorre uma série de fatores que influenciam a geometria e precisão final do furo puncionado. As propriedades do material empregado e seu comportamento face às deformações impostas, bem como os parâmetros de processo também influenciam o resultado final. A aplicação do puncionamento de chapas grossas de material dúctil (espessuras acima de 6mm) encontra grande aplicação na indústria de veículos pesados, como caminhões e tratores. O conhecimento da operação de puncionamento mecânico é de extrema impôrtancia para planejadores de produto, processo e ferramental, para que se possa obter produtos com qualidade e um nível de refugo aceitável. A simulação númerica pode contribuir de maneira significativa para a previsão desse comportamento, ainda na fase de planejamento do produto. O objetivo deste trabalho é analisar a influência de folgas entre punção e matriz para puncionamento. O material da chapa utilizado foi o LNE38 com espessura de 8mm com folgas entre punção e matriz variando de 2% a 10%. Para isto foi desenvolvido um modelamento axissimétrico em 2D no sotware ABAQUS/EXPLICIT,versão 6.7 sendo os resultados obtidos comparados com dados da literatura e experimento prático. As análises permitiram concluir que a folga de 2% foi a que apresentou melhor resultado.

Abstract: During punching of sheet metal, different factors affect the punched geometry and its final precision. The metallurgical and mechanical properties of the blank under the imposed deformation also influence the final results. The punching process of thick blanks for ductile materials has been considered as a promising solution by heavy industries as, e.g., trucks and manufactors of tractors. The knowledge of the forming process and its characteristics are extremely important for an engineer as it permits to develop products with high quality, reducing the defect levels. The Finite Element Analysis (FEA) can contribute significantly to forecast the material and forming tool behavior on the product planning. The sheet material used was LNE38 thick 8mm with clearances between punch and die ranging from 2% to 10%. The aim of this work is to analyze how the clearance between punch and die can affect the process. A 2D axis-symmetric model was developed in ABAQUS/EXPLICIT version 6.7. Furthermore, the results were compared with both the literature and experiment data. It is determined that the optimized clearance between the punch and die is approximately 2% of the blank thickness.