Análise De Uma Ferramenta De Trefilação a Frio Através Do Método De Elementos Finitos

Abstract

ResumoUma ferramenta de trefilação deve suportar as altas tensões a que fica submetida durante o processo sem apresentar deformações. Para isso, o projeto da fieira deve iniciar com a escolha correta do material de fabricação e um dimensionamento adequado. Tais fatores podem minimizar a ocorrência de falhas, tanto na fieira, quanto no produto trefilado, assim como diminuir as tensões e desgaste na ferramenta. Portanto, este estudo visa analisar as regiões de uma ferramenta de trefilação industrial que estão sujeitas as maiores amplitudes de tensões ao longo de um processo de trefilação. O método de elementos finitos foi utilizado para simular a trefilação de uma barra de aço utilizando uma ferramenta de carbeto de tungstênio. O perfil da fieira foi inserido no software e então analisado em diferentes etapas ao longo do processo de trefilação e após o seu término. Observou-se a ocorrência de tensões compressivas superiores a 600 MPa na região de trabalho e as maiores tensões trativas foram visualizadas na região de saída, com valores próximos a 200 MPa. A presença de tensões residuais não foi registrada na fieira, como esperado. Palavras-chave: Trefilação à frio; Fieira; Tensão; Método dos elementos finitos. COLD DRAWING TOOL ANALYSIS THROUGH FINITE ELEMENT METHOD AbstractA drawing die tool must support the high stresses during the process without presenting deformations. For this, the die tool design should start with the correct choice of manufacturing material and proper sizing. Such factors can minimize the occurrence of failures in the drawn product and in the die, as well as reduce stress and wear. Therefore, this study aims to analyze the regions of a industrial drawing tool which are subject to higher amplitudes of stress along a drawing process. The finite element method was used to simulate the drawing of a steel bar using a tungsten carbide die. The industrial die parameters were the input to create a simulation model and then analyzed at different steps along the drawing process and after its termination. The results shown the occurrence of compressive stresses higher than 600 MPa in the reducing zone. The maximum tensile stresses were observed in the back relief, with values close to 200 MPa. There is no residual stresses in the drawing die tool after the end of the process, as was expected.