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Desarrollo y Pruebas de un Dinamómetro de Alta Frecuencia para el Proceso de Fresado a Alta Velocidad

Autores: Lyu, Yanlin; Jamil, Muhammad; He, Ning; Gupta, Munish Kumar; Pimenov, Danil Yurievich

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Desarrollo y Pruebas de un Dinamómetro de Alta Frecuencia para el Proceso de Fresado a Alta Velocidad


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Fuerzas de corte
Proceso de mecanizado
Dinamómetro
Basado en galgas extensométricas
Fuerzas dinámicas de alta frecuencia
Proceso de fresado

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las fuerzas de corte están fuertemente asociadas con la mecánica del proceso de corte. Por lo tanto, las mediciones de las fuerzas de mecanizado son muy importantes para investigar el proceso de mecanizado, y se han aplicado numerosos métodos para medir las fuerzas de corte. Hoy en día, un dinamómetro es la herramienta más popular para las mediciones de fuerzas de corte. Sin embargo, la frecuencia natural de un dinamómetro tiene un impacto directo en la precisión de las fuerzas de corte medidas en el proceso de mecanizado. Por lo tanto, pocos dinamómetros son apropiados y confiables para medir las fuerzas de corte a altas frecuencias. En este trabajo, se diseñó, fabricó y puso a prueba un nuevo dinamómetro basado en galgas extensométricas (SGBD) con una estructura especial para garantizar la medición de fuerzas dinámicas de alta frecuencia en el proceso de fresado. La estructura principal del SGBD es simétrica y consiste principalmente en un prisma cuadrangular central rodeado por cuatro elementos elásticos de detección de fuerza, una placa de soporte superior y una placa de soporte inferior. Se realizó una prueba de identificación dinámica que indicó que la frecuencia natural del SGBD podría estabilizarse en un alto valor de 9.15 kHz. Para obtener automáticamente los datos de fuerza de fresado con una computadora durante el fresado a alta velocidad de rotación, se ideó un sistema de adquisición de datos para el dinamómetro. Para reducir los efectos de la sensibilidad cruzada y el punto de aplicación de la fuerza, se estableció un modelo innovador basado en una matriz de conversión para el dinamómetro. Además, se realizaron pruebas de corte a altas velocidades de rotación (10,000-18,000 rpm), y se encontró que la diferencia de fuerzas de corte entre el SGBD y un dinamómetro Kistler es del 2.3-5.8% en la dirección X y del 3.5-8.8% en la dirección Y. Los hallazgos experimentales revelaron que el nuevo tipo de dinamómetro es confiable para la medición de fuerzas dinámicas de alta frecuencia en el fresado a altas velocidades de rotación.

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