Efectos térmicos en mecanizado de piezas de acero al carbono

Abstract

En esta Tesis se trata de predecir el calentamiento de una pieza durante su mecanizado, para ello se han utilizado dos modelos matemáticos diferentes para simular las temperaturas que se alcanzan en las distintas partes de una pieza debidas a un proceso de mecanizado por arranque de viruta. De los dos modelos utilizados uno ha sido un programa comercial que utiliza un algoritmo basado en elementos finitos y el otros es un programa de desarrollo propio basado en volumenes finitos. Este segundo programa se ha utilizado también para validar el programa comercial y las distintas hipótesis de aportación de energía. Para validar los modelos numéricos se han realizado ensayos experimentales en los que se ha mecanizado una pieza con unos parámetros de corte prefijados y se han medido, por medio de termopares, las temperaturas alcanzadas en varios puntos situados en la superficie. Asímismo se han tomado imágenes térmicas de la pieza durante este proceso. Para la adquisición automática de datos fue necesario diseñar un programa que grabara las temperaturas y las imágenes técnicas con las frecuencias requeridas. Una vez comparados los resultados obtenidos con las modelizaciones y los ensayos experimentales se ha comprobado que el programa de desarrollo propio valida el programa comercial y que ambos tienen un buen ajuste con los resultados experimentales, dentro de las incertidumbres propias de las medidas.