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Investigación del Comportamiento Dinámico y la Estabilidad del Proceso en el Torneado de Piezas de Trabajo Tubulares de Pared Delgada Hechas de Aleación de Acero 42CrMo4

Autores: Mehdi, Kamel; Monka, Peter Pavol; Monkova, Katarina; Sahraoui, Zied; Glaa, Nawel; Kascak, Jakub

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Investigación del Comportamiento Dinámico y la Estabilidad del Proceso en el Torneado de Piezas de Trabajo Tubulares de Pared Delgada Hechas de Aleación de Acero 42CrMo4


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Mecanizado
Piezas de pared delgada
Velocidad de avance
Fuerzas de corte
Deformaciones
Estabilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Durante el mecanizado, la superficie de los materiales mecanizados se daña y se produce desgaste de la herramienta, a veces incluso hasta el fallo completo. El mecanizado de piezas de paredes delgadas es generalmente engorroso debido a su baja rigidez estructural. El estudio trata sobre el efecto de la velocidad de avance y el grosor de la pieza de pared delgada en el comportamiento dinámico y la estabilidad del proceso de torneado durante el desbaste y el acabado de piezas de trabajo tubulares de acero aleado 42CrMo4. Al mismo tiempo, las fuerzas de corte y las deformaciones de la pieza de trabajo también se evaluaron a través de enfoques numéricos y experimentales. El estudio numérico se basa en un modelo de elementos finitos (FEM) tridimensional (3D) desarrollado utilizando el marco ABAQUS/Explicit. En el modelo, el material de la pieza de trabajo está gobernado por la ley de comportamiento de Johnson-Cook. Los resultados numéricos y experimentales muestran que las fuerzas de corte y la calidad de la superficie mecanizada dependen no solo de la elección de los parámetros de corte, sino también del comportamiento dinámico de las piezas de paredes delgadas debido a su baja rigidez y bajo amortiguamiento estructural durante la operación de mecanizado. Las fuerzas de corte son proporcionales a la velocidad de avance e inversamente proporcionales al grosor de la pieza. Sus variaciones alrededor de los valores promedio son bajas para las pruebas de desbaste donde el grosor de la pared de la pieza es mayor o igual a 3.5 mm. Sin embargo, estas variaciones se intensifican para las pruebas de acabado donde el grosor de la pared es menor o igual a 1.5 mm. De hecho, los espectros FFT registrados para una operación de acabado muestran varios armónicos que ocurrieron alrededor de 550 Hz, y la amplitud de los picos, que describe el nivel de potencia contenida en las señales, muestra un aumento similar al de las amplitudes de la señal temporal. La flexibilidad de la pieza genera inestabilidad en el proceso de corte, pero las frecuencias de las vibraciones son más altas que la frecuencia de rotación de la pieza.

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