Improvement of boring operations through novel chatter suppression and chip breakage techniques

Resumen

El objetivo de este trabajo de investigación es proponer nuevas técnicas para reducir los problemaslimitantes de las operaciones de mandrinado: la evacuación de viruta y las vibraciones autoexcitadas.Como herramienta para el desarrollo de soluciones, se ha llevado a cabo un modelado dinámico delproceso de mandrinado, compuesto por un modelo dinámico de barras y un modelo mecatrónico. Por unaparte, el modelo de barras tiene en cuenta la rigidez y el amortiguamiento del amarre, lo que permite unaestimación precisa de su comportamiento dinámico. Por otro lado, se ha desarrollado un modelomecatrónico que permite simular la estabilidad del proceso en el dominio temporal, incluyendo lastécnicas de rotura de viruta y los actuadores inerciales. El problema de la rotura de viruta se ha abordadomediante la técnica del mecanizado asistido por modulación (MAM), desarrollando un algoritmoautomático que selecciona los parámetros óptimos para su aplicación en operaciones de mandrinadopesado. Además de ello, se han estudiado varias técnicas para suprimir las vibraciones autoexcitadas enoperaciones de mandrinado. Por un lado, se propone el acoplamiento modal entre los modos de la barrade mandrinar y de la máquina para los casos de esbeltez intermedia. Por otro lado, las soluciones activaspermiten cubrir un mayor rango de esbeltez, por lo que se ha diseñado un nuevo actuador basado enfuerzas de reluctancia. Finalmente, se ha realizado una comparación estricta entre el amortiguamientoproporcionado por medio del dispositivos activos y el que proviene de los sistemas de guiado.