Análisis de procesos de mecanizado a partir del estudio de la señal del perfil. Aplicación al torneado de aleaciones de aluminio

Resumen

El torneado sigue siendo hoy en día, uno de los procesos de mecanizado más importantes en la fabricación de piezas con altas exigencias de calidad, tal y como sucede en la industria aeroespacial. La elevada competitividad que existe en este sector, exige que se estudie en profundidad la relación existente entre la ratio de producción, la calidad obtenida y el coste de fabricación. En esta relación, la vibración juega un papel fundamental al ser uno de los factores más influyentes en la conformación final del perfil de la pieza. Los trabajos existentes sobre diversos materiales que incorporan el efecto de la misma, lo hacen desde dos puntos de vista diferentes: por un lado, relacionando valores medios de la vibración en el dominio tiempo (o su espectro si es en el dominio frecuencia), con valores estadísticos del perfil resultante; por otro lado, reconstruyendo la posible huella que deja la herramienta sobre la pieza a través de la lectura del movimiento de la misma. Para profundizar en este aspecto, se ha desarrollado una nueva metodología de ensayo que permite vincular la vibración que experimenta la herramienta con el punto concreto de la superficie de la pieza que recorre en su trayectoria helicoidal y se ha desarrollado un sistema de doble integración de la aceleración en el dominio frecuencia. La aplicación conjunta de ambos permite obtener tres perfiles: el real, el generado exclusivamente por la vibración de la herramienta y el generado por otros fenómenos como la fractura, la recuperación elástica, las adhesiones de material, ¿ en una aplicación novedosa dentro del estado actual de las investigaciones en este campo. A estos tres perfiles se les ha aplicado un Análisis por Componentes Principales para profundizar en el conocimiento de los mismos y poder establecer una mejor comprensión de los mecanismos que generan su formación, en un enfoque que complementa al de la norma UNE-EN ISO 4278. Se ha establecido un procedimiento que permite cuantificar la importancia de cada uno de los factores que intervienen en el proceso sobre la conformación final del perfil. También se han definido parámetros específicos de aplicación tanto para el caso de perfiles longitudinales como para el caso de surcos y se ha establecido un procedimiento que permite identificar posibles errores sistemáticos de los aparatos de lectura del perfil.