Modelamiento del proceso de cepillado utilizando el método de elementos finitos
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Date
2018-09
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
La presente tesis tuvo como finalidad la elaboración de un método sencillo para la
estimación de la fuerza de corte cuando se realiza el mecanizado en el proceso de
cepillado. Este método se llevó a cabo mediante una simulación en computadora por un
modelado en elementos finitos; método Euleriano-lagrangiano arbitrario (ALE),
seleccionando un elemento triangular. Se utilizó un material de prueba SAE 1020, para
este proceso de cepillado con una corte ortogonal. Se utilizó una herramienta de carburo
con avance 0.15 mm/rev, los ángulos de ataque 14° e incidencia 8° para todas las
pruebas profundidad (1mm, 2mm, 3mm); los mismos datos tomados en el trabajo de
investigación de Estuardo de León Lemus. Obteniéndose, datos como distribución
tensional (Von Misses), distribución de temperaturas, distribución tensional por cortantes,
cálculo de fuerza de corte (X) y fuerza de penetración (Y). Cuales contrastados y
validados con los datos del trabajo de investigación de Estuardo de León Lemus;
obtuvimos un porcentaje de desviación de nuestra fuerza de corte (promedio de valores
registrado) para las 3 simulaciones, oscilando entre 2.17% a 0.76%. Observándose que
las desviaciones son mínimas, verificando que nuestra simulación se acerca a valores
reales. Además, pudimos verificar que la fuerza de avance es mucho menor que la de
corte, por lo que se infirió que el consumo de potencia es mínimo lo cual también se
señala en la biografía. Finalmente se recomienda seguir estudiando los procesos de
simulación para diferentes materiales, condiciones de corte y otros procesos de
mecanizados.
Description
The purpose of this thesis was to develop a simple method for estimating the cutting
force when machining is performed in the brushing process. This method was carried out
by computer simulation using finite element modeling; arbitrary Lagrangian-Eulerian
method (ALE), selecting a triangular element. The SAE 1020 test material was used for
this brushing process with an orthogonal cut. We used a carbide tool with 0.15 mm / rev
cutting edge radius, 14 ° the rake angles and 8 ° relief for all depth tests (1mm, 2mm,
3mm); the same data taken in the research work of Stuart de León Lemus. Obtained data
such as tensional distribution (Von Misses), temperature distribution, tensional distribution
by shear, calculation of shear force (X) and penetration force (Y). Which are contrasted
and validated with the data of the research work of Estuardo de León Lemus; we obtained
a percentage of deviation of our cutting force (average values recorded) for the 3
simulations, ranging from 2.17% to 0.76%. Observed that the deviations are minimal,
verifying that our simulation is close to real values. In addition, we were able to verify that
the advance force is much lower than the cutting force, so it was inferred that the power
consumption is minimal, which is also indicated in the biography. Finally, it is
recommended to continue studying the simulation processes for different materials,
cutting conditions and other machining processes.
Keywords
Elementos finitos