Desarrollo de un modelo dinámico tridimensional para la simulación del proceso de fresado frontal

Resumen

El mecanizado está inevitablemente acompañado de una vibración entre herramienta y pieza, Día a día se fabrican máquinas de mayor potencia, y aparecen materiales de herramienta con mayor capacidad de corte. Sin embargo, en muchas ocasiones no es posible obtener el máximo caudal de viruta por culpa de los problemas dinámicos. En este trabajo se presenta una aproximación a la predicción de los problemas dinámicos asociados al mecanizado basada en la simulación numérica del proceso en el dominio del tiempo. Los objetivos generales del trabajo se pueden resumir en dos puntos: . Proponer un procedimiento que permita establecer los niveles de vibración que se presentarán en una cierta operación de mecanizado. . Aplicar la simulación numérica a la predicción de la topografía superficial de la pieza mecanizada. Para la aplicación de la metodología desarrollada se ha elegido la operación de fresado frontal. Dicha metodología presenta las siguientes características: . Tratamiento del comportamiento dinámico del conjunto máquina-herramienta-pieza en las tres direcciones del espacio. . Estudio de la posición relativa entre filo de corte y pieza teniendo en cuenta los movimientos de la herramienta, el husillo y la pieza. . Cálculo de los esfuerzos de corte en base a la mecánica del corte oblícuo. . Desarrollo de un modelo de la geometría del filo secundario de una fresa frontal. . Determinación de la rugosidad de la superficie inferior de una pieza fresada incluso en situaciones de corte inestable. Con objeto de validar el modelo desarrollado, se realizaron ensayos de corte tanto estable como inestable. Los resultados de estos ensayos se compararon con las simulaciones numéricas realizadas bajo condiciones similares, valorándose los porcentajes de error en lo que se refiere tanto a los esfuerzos de corte como a la rugosidad superficial de las piezas mecanizadas.