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Optimización del desgaste de herramientas y parámetros de corte en el fresado por vibración ultrasónica SCCO-MQL de compuestos SiCp/Al

Autores: Zhang, Huiping; Wang, Bowen; Qu, Liqiang; Wang, Xinran

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Optimización del desgaste de herramientas y parámetros de corte en el fresado por vibración ultrasónica SCCO-MQL de compuestos SiCp/Al


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Carburo de silicio
Desgaste de herramientas
Proceso de mecanizado
Parámetros de fresado
Vida útil de la herramienta
Calidad de la superficie

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los compuestos de matriz de aluminio reforzados con partículas de carburo de silicio (SiCp/Al) son compuestos metálicos ligeros significativos que se utilizan ampliamente en instrumentos de precisión y en el sector aeroespacial. Sin embargo, la inclusión de partículas rígidas de SiC agrava el desgaste de las herramientas en el mecanizado mecánico, lo que resulta en una disminución de la calidad de los acabados superficiales. Este trabajo lleva a cabo una investigación exhaustiva sobre el problema del desgaste de herramientas en materiales compuestos SiCp/Al durante el proceso de mecanizado. Inicialmente, se realizó una investigación completa para analizar los efectos de la velocidad de corte, la alimentación por diente, la profundidad de fresado y el ancho de fresado en el desgaste de herramientas durante el fresado a alta velocidad bajo condiciones de SCCO-MQL (Lubricación de Cantidad Mínima de Dióxido de Carbono Supercrítico) con vibración ultrasónica. Los resultados muestran que bajo la condición de vibración ultrasónica SCCO-MQL, el control adecuado de los parámetros de fresado puede reducir significativamente el desgaste de herramientas, extender la vida útil de la herramienta, mejorar la calidad del mecanizado y reducir efectivamente la rotura de la cuchilla y el daño por descamación de la herramienta, reducir el desgaste abrasivo y el desgaste adhesivo, y así mejorar significativamente la durabilidad de la herramienta. Además, se desarrolló un modelo de predicción para el desgaste de herramientas utilizando el método de prueba ortogonal y regresión lineal múltiple. La relevancia y precisión del modelo se confirmaron mediante pruebas t. Los resultados muestran que el modelo puede predecir eficazmente el desgaste de herramientas, entre los cuales la velocidad de corte y la tasa de alimentación son los parámetros clave que afectan la precisión de la predicción. Finalmente, se utilizó un algoritmo genético para optimizar los parámetros de fresado, y se determinó la combinación óptima de parámetros ( = 60.00 m/min, = 0.08 mm/z, = 0.20 mm), y se probaron los parámetros de fresado optimizados. Los hallazgos empíricos sugieren que la selección cuidadosa de los parámetros de fresado puede mitigar significativamente el desgaste de herramientas, extender la vida útil de la herramienta y mejorar la calidad de la superficie. Este trabajo sirve como un punto de referencia significativo para el procesamiento de materiales compuestos SiCp/Al.

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