Investigación Numérica y Experimental del Aumento de Temperatura de las Herramientas de Corte Causado por la Energía de Deflexión de la Herramienta
Autores: Guo, Yunxia; Ye, Wenhua; Xu, Xiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Investigación Numérica y Experimental del Aumento de Temperatura de las Herramientas de Corte Causado por la Energía de Deflexión de la Herramienta
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Variación de temperatura de la herramienta
Desgaste excesivo de la herramienta
Vida útil de la herramienta
Precisión de mecanizado
Modelado de errores térmicos
Fuente de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La variación de temperatura de la herramienta en el fresado de flancos suele causar un desgaste excesivo de la herramienta, acortar la vida útil de la herramienta y reducir la precisión del mecanizado. La fuente de calor es el factor principal del error térmico de la máquina en el proceso de corte de componentes. Además, la precisión del modelado del error térmico se ve muy influenciada por el mecanismo de formación de la fuente de calor. Sin embargo, el calor de la herramienta causado por la energía potencial de la flexión y torsión de la herramienta no ha sido considerado esencialmente en investigaciones anteriores. En este artículo, se propone una nueva fuente de calor que causa el error térmico de las herramientas de corte. La energía potencial de la flexión y torsión de las herramientas se calcula utilizando datos experimentales, y se explora cómo la energía potencial de la herramienta se transforma en calor a través de la fricción, basado en la conservación de la energía. El aumento de temperatura de la herramienta de corte se simula mediante un método de volumen finito centrado en la red. Para verificar el modelo, se mide experimentalmente la separación de temperatura de un borde de herramienta bajo la carga de corte dada. Los resultados del análisis numérico muestran que el aumento de temperatura de la herramienta causado por la energía potencial de la herramienta está relacionado con el tiempo y la posición del borde de corte involucrado en el fresado. En las mismas condiciones, los resultados predichos son consistentes con los resultados experimentales. La proporción del aumento de temperatura debido a la energía potencial de la herramienta es de hasta el 6.57% del aumento total de temperatura de la herramienta. Los resultados obtenidos sientan las bases para un modelado preciso del error térmico y también proporcionan una base teórica para el proceso de acoplamiento fuerza-térmica.
Descripción
La variación de temperatura de la herramienta en el fresado de flancos suele causar un desgaste excesivo de la herramienta, acortar la vida útil de la herramienta y reducir la precisión del mecanizado. La fuente de calor es el factor principal del error térmico de la máquina en el proceso de corte de componentes. Además, la precisión del modelado del error térmico se ve muy influenciada por el mecanismo de formación de la fuente de calor. Sin embargo, el calor de la herramienta causado por la energía potencial de la flexión y torsión de la herramienta no ha sido considerado esencialmente en investigaciones anteriores. En este artículo, se propone una nueva fuente de calor que causa el error térmico de las herramientas de corte. La energía potencial de la flexión y torsión de las herramientas se calcula utilizando datos experimentales, y se explora cómo la energía potencial de la herramienta se transforma en calor a través de la fricción, basado en la conservación de la energía. El aumento de temperatura de la herramienta de corte se simula mediante un método de volumen finito centrado en la red. Para verificar el modelo, se mide experimentalmente la separación de temperatura de un borde de herramienta bajo la carga de corte dada. Los resultados del análisis numérico muestran que el aumento de temperatura de la herramienta causado por la energía potencial de la herramienta está relacionado con el tiempo y la posición del borde de corte involucrado en el fresado. En las mismas condiciones, los resultados predichos son consistentes con los resultados experimentales. La proporción del aumento de temperatura debido a la energía potencial de la herramienta es de hasta el 6.57% del aumento total de temperatura de la herramienta. Los resultados obtenidos sientan las bases para un modelado preciso del error térmico y también proporcionan una base teórica para el proceso de acoplamiento fuerza-térmica.