Análisis numérico del efecto del coeficiente de fricción en el comportamiento de conformabilidad del aluminio AA1060 en el proceso de conformado por estirado

Resumen

En los procesos de conformado de chapa metálica, el éxito del proceso de conformado depende de varios parámetros principales como la geometría de la herramienta, las propiedades del material de la chapa y la fricción en la zona de contacto (interfaz herramienta/pieza). Además, los parámetros del proceso como el travesaño del punzón, la temperatura de deformación, la rugosidad superficial tanto del cabezal del punzón como de la chapa, el estado del lubricante y el valor de la carga aplicada. La fricción en la zona de contacto real tiene un efecto significativo en la obtención de una pieza de alta calidad y en la reducción del coste de producción. El estudio proporciona una nueva idea para especificar el Coeficiente de Fricción (COF) adecuado utilizado al conformar Aluminio AA1060, tomado según la Ley de Fricción de Coulomb y el Diagrama de Stribeck para diferentes estados del lubricante. La metodología de esta investigación se basa en el análisis por elementos finitos utilizando ABAQUS/CAE 2020 del Ensayo de Conformabilidad de Nakajima para diferentes Coeficientes de Fricción (COF) que se toman del Diagrama de Stribeck según el tipo de material de la chapa, donde se determina el Coeficiente de Fricción (COF) adecuado que alcanza la condición ISO 12004-2 para considerar el material de la chapa exitoso en el ensayo y válido para su uso en el proceso de fabricación. Los resultados muestran que el coeficiente de fricción (COF) afecta significativamente al comportamiento de la conformabilidad y especifica la ubicación del desgarro (grieta), donde a mayor (COF), disminuye la conformabilidad del aluminio AA1060. El desgarro (grieta) se produce cerca de la circunferencia de la muestra. En consecuencia, la muestra se consideró fallida en la prueba e inválida para su uso en procesos de fabricación. Al mismo tiempo, cuando (COF) es bajo, la conformabilidad de la chapa aumenta, y el desgarro se produce cerca del centro del vértice de la muestra, por lo que la muestra se considera satisfactoria en el ensayo y válida para su uso en el proceso de fabricación según la norma ISO 12004-2.

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