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un refinamiento local de la malla durante la simulación. La
forma final del engrane se muestra en la Fig.7a.
Después del conformado la geometría fue modificada en un
sistema de CAD para simular la remoción de la rebaba y para
taladrar el agujero central del engrane.
a)
6. Aplicaciones en Conformado de Lámina
En el diseño de procesos de conformado de lámina y de sus
respectivos troqueles se usan los mismos pasos que en el
conformado masivo, Fig. 2. Sin embargo, en el conformado de
lámina a menudo es necesario conducir la validación del
proceso mediante el análisis de “un paso” (One Step). Esto se
hace antes del diseño del proceso y del troquel. Este paso le
permite al diseñador de troqueles estimar la facilidad de
conformado del diseño y hacer los cambios necesarios
(Konieczny, et al., 1996]. La simulación de procesos de
estampado es ampliamente aceptada por la industria automotriz
y sus proveedores [Thomas y Altan, 1998].
6.1. Diseño de Proceso y Troquel para Estampado del
Panel Interior de la Puerta de un Excavador
Un panel de producción con problemas potenciales fue
seleccionado por Komatsu y el Centro de Investigación en
Ingeniería para la Manufactura de Formas Netas (ERC/NSM por
sus siglas en inglés) de la Universidad Estatal de Ohio. Esta
geometría fue simplificada en un troquel experimental,
manteniendo las principales características del panel. Se
condujeron una serie de experimentos en Komatsu. Tres
fuerzas de prensachapas fueron utilizadas (100, 300, y 500 kN).
Simulaciones para cada condición experimental fueron
conducidas en el ERC/NSM usando el programa PAM-
STAMP
b)
Fig. 7: a) Simulación de forja en caliente de un engrane con
rebaba, b) Fracción de volumen de martensita (oscuro es lo
más alto) en un engrane de acero después del templado.
(Cortesía de Scientific Forming Technologies)
El engrane fue austenizado a una temperatura de 850ºC y fue
enfriado por 60 segundos con un coeficiente de transferencia de
calor representativo de temple en aceite. Con un diagrama TTT
para aceros al manganeso de medio carbono fue posible
determinar el comportamiento de difusión durante la
transformación de austenita a perlita/bainita, mientras que la
ecuación de Magee fue usada para modelar la respuesta de la
martensita. En la Fig. 7b, la fracción de volumen de martensita
se muestra después del templado. Las regiones oscuras
representan una transformación de martensita más completa y
las áreas más claras indican una mezcla de bainita y perlita
[Walters et al., 1998].
Arrugas
Fig. 8: Arrugas en el panel experimental del interior de
cabina, fuerza de prensa chapas = 10 ton
A los 100 kN, se observaron arrugas en las partes
experimentales como se muestra en la Fig. 8. A los 300 kN, las
arrugas fueron eliminadas. Estas observaciones experimentales
coinciden con las simulaciones de PAM-STAMP (ver Fig. 9).
El panel estampado a 300 KN de fuerza de presa chapas fue
medido para determinar el patrón de embutido. La correlación
entre simulación y los experimentos fue satisfactoria con un
error máximo de 10 mm (ver Fig. 10). Con una fuerza de
presachapas de 500 KN es obvio que la lámina fallará por
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