Título

COMPARAÇÃO DE RESULTADOS NUMÉRICOS E EXPERIMENTAIS DA CONVERGÊNCIA E DO BOJAMENTO NO PROCESSO DE TREFILAÇÃO DE BARRAS CILÍNDRICAS

THE COMPARISON OF NUMERICAL AND EXPERIMENTAL RESULTS FOR BULGING AND CONVERGENCE IN THE DRAWING OF CYLINDRICAL BARS

Autoria

Pedrosa, Tércio Assunção; Pertence, Antônio Eustáquio de Melo; Campos, Haroldo Béria; Cetlin, Paulo Roberto

DOI

10.5151/2594-5327-0021

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Resumo

A trefilação é responsável pela produção de barras, vergalhões, arames e tubos. É caracterizado pela passagem de uma barra metálica através de uma matriz cônica, conhecida como fieira, com aplicação de um esforço de tração à saída da matriz, determinando a redução do diâmetro da barra. Os padrões de fluxo podem variar com o semi-ângulo da matriz, redução de área, condições de atrito e outros fatores Podem ser encontrados padrões de fluxo normal, ocorrência de rupturas centrais, formação de zona morta e descascamento. No fluxo normal, foram relatadas ocorrências de irregularidades provocadas pela geometria da matriz e pela redução de área imposta ao metal durante a trefilação. O fluxo convergente ou convergência corresponde à redução da área da seção transversal da barra sendo trefilada, anteriormente ao contato com a fieira, resultando no encruamento do metal antes de seu ingresso na zona de deformação plástica. O fluxo divergente ou bojamento é caracterizado por um ligeiro aumento do diâmetro da barra, restrito a uma pequena região da mesma antes do contato com a matriz. O estudo das condições que favorecem a ocorrência de irregularidades de fluxo pode auxiliar na solução das disparidades existentes entre a análise teórica do processo e os resultados experimentais disponíveis. No presente artigo é indicada a avaliação das condições que determinam a ocorrência de bojamento através da simulação pelo método de elementos finitos, considerando-se o caso de uma trefilação de barra cilíndrica. Os resultados obtidos através da simulação são comparados com os resultados experimentais obtidos na literatura.

 

Drawing is widely employed in the manufacturing of bars, tubes and wires. The material is pulled through a conical die, causing a reduction the cross-section of the work-piece. The material flow during drawing depends on die semi-angle, reduction of area in the pass, die/material friction and other factors. A normal converging flow is usually observed, but central bursts, dead-zone formation and surface shaving can be observed. Two flow irregularities can occur during normal flow: convergence and bulging. Convergence is observed when the deformation imposed by the die starts before the die entrance. Bulging is characterized by an increase in the bar diameter immediately before the contact of the material with the die. The present paper presents a comparison between the experimentally observed and numerically predicted occurrence of these phenomena, for the axissymmetric drawing of copper bars. The predictions coincide qualitatively with the experiments in a number of cases. The values of bulging and convergence are similar to those measured experimentally.

Palavras-chave

Bojamento; Trefilação; Método de elementos finitos.

Bar drawing; Convergence; Bulging; Finite elements.