Comparação entre cargas medidas e prevista via FEM (Finite Element Method) em processo de trefilação

Abstract

O processo de trefilação de barras, arames e tubos é amplamente utilizado na indústria metal-mecânica para a fabricação de eixos automotivos, componentes mecânicos, cabos de aço, trilhos de trem, pregos, parafusos e etc. O conhecimento e controle dos parâmetros de processo como coeficiente de atrito, força de trefilação, tensões e deformações contribuem para uma melhor qualidade do produto e na redução do consumo energético e perdas desnecessárias. Desta forma, este trabalho objetiva analisar e medir a força necessária para trefilar uma redução em área do processo de fabricação de arames de aço de baixo teor de carbono, através da modelagem e simulação computacional do processo de trefilação e comparação dos resultados de força numéricos com os resultados experimentais obtidos através da trefilação dos arames em uma máquina universal de ensaios adaptada para a realização do processo. Além disso, este artigo tem como propósito indicar o coeficiente de atrito de Coulomb (μ) do processo utilizando o valor da força de trefilação obtida nos experimentos e a equação teórica de Siebel.

The process of wire drawing is widely used in the metal industry for the manufacture of automotive axles, mechanical components, steel cables for the fishing industry, railroad tracks, nails, screws, etc. The knowledge and control of process parameters such as the coefficient of friction, wire drawing strength, stress and strain can contribute to a better quality of the product and in achieving a cleaner process, which reduces energy consumption and unnecessary losses. This paper aims at analyzing and measuring the necessary strength to wire drawing an area reduction in the manufacturing process of low carbon steel wire, through an Emic universal testing machine adapted to the process and the construction of a device to hold the draw die. In addition, this paper aims to indicate Coulomb’s coefficient of friction (μ) for the process using the value of the wire drawing strength obtained during experiments using the theoretical equation of Siebel and the strain and residual stress obtained through computational simulation results.