Projeto do ferramental para o embutimento profundo em múltiplos estágios de um balde cônico - Castilhos, Vinícius Eduardo (My University, 2023)
Within deep drawing processes, the production of conical parts from sheet metal often involves a trial-and-error approach due to the process complexity. This approach results in rework and increased costs. To mitigate these challenges, one effective approach is to conduct preliminary simulations of the process using software capable of analyzing process non-linearities such as surface contact, plasticity, and large displacements. In this work, a simulation study was carried out, through FEM, of the manufacturing process of a conical component, the bucket for bottles, through deep drawing. The objective was to develop a new tooling design that minimized losses during manufacturing. The simulation was performed using information on the mechanical properties of the material (304 stainless steel) obtained through tensile tests. The results obtained for the plastic properties of the material showed agreement with the literature, with differences below 5%. Using Abaqus CAE software, the necessary steps for the manufacturing process were simulated and critical areas prone to rupture or wrinkling during the simulation were identified. Based on these results, it was determined that four deep drawing operations and two annealing steps were necessary to achieve the desired final component geometry. Subsequently, the forming tools required for the new production approach were modeled using this information. [resumo fornecido pelo autor]
Dentro dos processos de embutimento profundo, a conformação de peças cônicas a partir de chapas metálicas, devido à complexidade do processo, é frequentemente realizada por tentativa e erro, o que resulta em retrabalhos e custos. Uma maneira de reduzir esses inconvenientes é através da simulação prévia do processo, utilizando um software que possa analisar as não linearidades presentes no processo como: contato entre superfícies, plasticidade e grandes deslocamentos. Neste trabalho foi realizado um estudo de simulação, via MEF, do processo de fabricação de um componente cônico, o balde para garrafas, por meio do embutimento profundo. O objetivo foi desenvolver um novo projeto do ferramental que minimizasse as perdas durante a fabricação. A simulação foi executada a partir das informações das propriedades mecânicas do material (aço inoxidável 304) obtidas por meio de ensaios de tração. Os resultados obtidos para as propriedades plásticas do material mostraram concordância com a literatura, com diferenças inferiores aos 5%. Utilizando o software Abaqus CAE, foram simuladas as etapas necessárias para o processo de fabricação e identificado as áreas críticas onde ocorreram rupturas ou formação de rugas durante a simulação. Com base nos resultados, foi estabelecido que são necessárias quatro operações de embutimento profundo e duas etapas de recozimento para obter a geometria final desejada do componente. A partir destes dados, as ferramentas conformadoras necessárias para a nova abordagem de produção foram modeladas. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia mecânica; Estampagem (Metais); Método dos elementos finitos