Análise estrutural estática de uma estrutura em C de ponteadeira estacionária de clinching

Abstract

A padronização de produtos e processos é fundamental para a indústria, onde a velocidade da produção e a qualidade dos produtos são indispensáveis. Em razão disso, o presente trabalho realiza um estudo do desenvolvimento de uma estrutura em C de ponteadeira estacionária de clinching que será fabricada pelo processo de fundição. O ferro fundido nodular FE 70002 é o material selecionado para substituir o aço SAE 1045 utilizado atualmente na confecção dessa peça. Uma nova geometria foi elaborada no programa SolidWorks visando às limitações de fixação do conjunto de acionamento hidropneumático e a deflexão máxima permitida para a centralização das ferramentas que garantam a formação e a qualidade do ponto de clinching. A estrutura foi confeccionada em dois tamanhos projetados para suportar 6 ton de carga e o suporte da ferramenta móvel. Uma análise estrutural estática foi realizada, nas geometrias criadas, por meio do programa Ansys Workbench que se baseia no método dos elementos finitos. Através dos resultados obtidos da simulação fez-se a comparação das configurações completas com estruturas em aço e ferro fundido, onde constata-se que o novo material será capaz de suprir as exigências estabelecidas no projeto. Uma análise da parte móvel do suporte da ferramenta foi efetuada via simulação e cálculo analítico para um estudo mais aprofundado dessa região, as soluções dos dois métodos foram comparadas e indicaram valores muito próximos.

The standardization of products and processes is fundamental for the industry, where the speed of production and the quality of the products are indispensable. Therefore, the present work studies the development of a C-Frame of stationary clinching pointers that will be manufactured by the casting process. The nodular cast iron FE 70002 is the material selected to replace the SAE 1045 steel currently used in the manufacture of this part. A new geometry was elaborated in the SolidWorks program aiming at the limitations of hydropneumatic drive assembly fixation and the maximum allowable deflection for the centralization of tools that ensure the formation and quality of the clinching point. The structure was made in two sizes designed to support 6 ton of load and the support of the mobile tool. A static structural analysis was performed, in the created geometries, through the Ansys Workbench program that is based on the finite element method. Through the results obtained from the simulation, the complete configurations were compared with steel and cast iron structures, where it was verified that the new material will be able to meet the requirements established in the project. An analysis of the mobile part of the tool holder was carried out through simulation and analytical calculation for a more detailed study of this region, the solutions of the two methods were compared and indicated very close values.