Modelizaci?n de la evoluci?n del desgaste de herramientas de corte
- Authors
- Ram?rez Paredes, Fernando Renato
- Format
- DoctoralThesis
- Status
- publishedVersion
- Description
En esta tesis doctoral se estudia la modelizaci?n de la evoluci?n temporal y distribuci?n espacial del desgaste de herramientas de corte. Este estudio se inicia con una revisi?n de los fundamentos del mecanizado y del desgaste. De esta manera se obtuvo una visi?n acerca de la evoluci?n experimental del desgaste de herramientas, y del comportamiento de las variables locales en la interfase de contacto entre pieza y herramienta: tensi?n normal, velocidad relativa de deslizamiento y temperatura. Se hace una revisi?n cronol?gica de los modelos de desgaste m?s importantes propuestos en los ?ltimos 60 a?os. La mayor?a de los modelos estudiados dependen exclusivamente de variables locales de interfase tales como la temperatura. Tambi?n se observ? que la Ecuaci?n de Arrhenius se usa de forma directa o indirecta, en la mayor?a de las ecuaciones para predecir el desgaste. Se realiz? un an?lisi de sensibilidad de la Ecuaci?n de Arrhenius ante cambios en la temperatura de interfase para comprobar su efectividad en la modelizaci?n del desgaste. Tambi?n se llev? a cabo la aplicaci?n pr?ctica de uno de los modelos basados en la Ecuaci?n de Arrhenius, y se compararon las tendencias de desgaste simuladas con las tendencias observadas experimentalmente. Los resultados del an?lisis de sensibilidad muestran que la Ecuaci?n de Arrhenius tiene una sensibilidad condicionada para reproducir las variaciones observadas experimentalmente en la tasa de desgaste. Los resultados de la aplicaci?n de este modelo cl?sico, basado en la Ecuaci?n de Arrhenius, confirman la conclusi?n del an?lisis de sensibilidad y muestran una tasa de desgaste simulada, constante en el tiempo. Todo lo anterior sugiere que los modelos en donde la tasa de desgaste depende exclusivamente de variables de interfase tales como la temperatura, no son capaces de reproducir satisfactoriamente las tendencias de desgaste observadas experimentalmente. Finalizado este an?lisis se plantea la hip?tesis fundamental para la modelizaci?n del desgaste en esta tesis doctoral: la tasa de desgaste es funci?n del tiempo y de las variables locales en la interfase de contacto. Para la aplicaci?n de la hip?tesis fundamental en la modelizaci?n del desgaste de herramientas se desarrolla una nueva metodolog?a de modelizaci?n, basada en el an?lisis dimensional (Teorema de Vaschy-Buckingham) y en el an?lisis por discretizaci?n de la zona desgastada. Como resultado se obtiene una ecuaci?n diferencial general que describe la tasa de desgaste en funci?n de variables adimensionales, en cuya estructura se encuentran el tiempo t y las variables locales o de desgaste en interfase de contacto. En la modelizacion de la distribuci?n del desgaste seg?n la metodolog?a propuesta en este trabajo, se requieren las distribuciones de las variables locales en la interfase de contacto. Esta informaci?n se obtuvo de modelos num?ricos de corte ortogonal realizados mediante el c?digo comercial DEFORM-TM-2D/3D Ver. 11.0 y validados con datos experimentales de fuerzas de corte, longitudes de contacto y temperaturas de herramienta. Estos datos experimentales fueron tomados de la literatura especializada. Una vez obtenidas las distribuciones de las variables locales de los modelos num?ricos de corte, se genera un nuevo modelo matem?tico de desgaste de cr?ter para herramienta de carburo WC plana (sin rompevirutas) y sin recubrimiento, y pieza de acero AISI 1018. El modelo desarrollado fue validado con tendencias experimentales de evoluci?n de cr?ter m?ximo_KT y perfiles de desgaste interpolados para distintas velocidades de corte y avances. Los resultados alcanzados son satisfactorios.
- Publication Year
- 2015
- Language
- spa
- Topic
- TRIBOLOG?A
SIMULACI?N NUM?RICA
MODELIZACI?N MATEM?TICA
CORTE ORTOGONAL DE ACERO
- Repository
- Repositorio SENESCYT
- Rights
- openAccess
- License