Estimación en proceso de las condiciones de corte en fresado periférico

Leal Muñoz, Erardo (2019). Estimación en proceso de las condiciones de corte en fresado periférico. Thesis (Doctoral), E.T.S.I. Industriales (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.55557.

Description

Title: Estimación en proceso de las condiciones de corte en fresado periférico
Author/s:
  • Leal Muñoz, Erardo
Contributor/s:
  • Vizán Idoipe, Antonio
  • Diez Cifuentes, Eduardo
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2019
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Los sistemas modernos de fabricación impulsados por la industrial 4.0 y metodologías como la gestión de la vida del producto han propiciado sistemas de medida en línea para máquinas herramienta. El objetivo es tener la mayor cantidad de información para poder modificar parámetros durante el proceso a fin de optimizar el rendimiento general del sistema. En este trabajo se propone una metodología que permite la estimación de las profundidades de corte en fresado periférico de acabado mediante la medición de los tiempos de entrada y salida de la herramienta en una señal de fuerza. La metodología desarrollada considera aspectos dinámicos relacionados con el sistema de fabricación (máquina herramienta) y el sistema de medición de fuerzas. Se ha utilizado un modelo de fuerzas de corte basado en el espesor medio de viruta que considera el alabeo de la herramienta. Este modelo ha permitido estudiar el comportamiento de las señales de fuerza y su relación con los cambios en las condiciones de corte. El modelo de fuerzas de corte también ha sido utilizado en la implementación de una metodología para la determinación de los parámetros dinámicos del sistema de fabricación. Se llevó a cabo una análisis de incertidumbre de los parámetros para la determinación de las profundidades de corte, detectando la influencia relativa que cada parámetro de la estimación tiene sobre las profundidades calculadas. En línea con este análisis de incertidumbre se realizó un análisis de sensibilidad con el objetivo de detectar el impacto que las variaciones de los parámetros tienen sobre las profundidades de corte. La metodología propuesta se validó a través de una serie de ensayos de mecanizado. En estos ensayos se han utilizado probetas con una geometría variable, lo que permitió probar la capacidad de la metodología para identificar las variaciones en la profundidad de corte tanto axial como radial. También se han realizado ensayos en una probeta, que por su geometría genera una variación de ambas profundidades de corte. Los resultados muestran que la metodología es capaz de determinar con un alto nivel de precisión las profundidades de corte radial y axial durante el proceso de manera simultánea, utilizando sólo una componente de la señal de fuerza. ----------ABSTRACT---------- Modern manufacturing systems impulsed by Industry 4.0 and methodologies as Product Life Management has been propitiated on-line measuring systems in machine tools. The aim is have a big amount of information in order to modificate parameters in process, to optimize and improve the performance of the system. In this work, a new methodology to estimate cutting depths in end milling is presented. The methodology works through the measuring of enter and exit time in a cutting force signal. Developed methodology considers dynamics aspects of the manufacturing system (machine tool) and force measuring system. A cutting force model based on mean chip thickness that considers tool runout has been utilized. The cutting model has allowed to study the behaviour of force signals and it relation with cutting conditions. The cutting force model has been used in the implementations of a new methodology to determine dynamic parameters of the machining system. An uncertainty analysis of depth of cut estimation parameters has been carried out. Through this uncertainty analysis has been possible to detect the influence of each estimation parameter in the estimated depth of cut value. Also an sensitivity analysis was performed. The main objective of this sensitivity analysis is study the impact that the variation of estimation parameters has in the estimated depth of cut. A serie of cutting experiments has been carried out. Variable geometry workpiece has been used, this allows to test the estimation capacity of the proposed methodology. An experiment with a workpiece that allows to vary both axial depth of cut and radial depth of cut was carried out. Results shows that the methodology it is capable to determine with high accuracy radial and axial depth of cut. The detection is carried out during the process and from just one force signal.

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Item ID: 55557
DC Identifier: http://oa.upm.es/55557/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:55557
DOI: 10.20868/UPM.thesis.55557
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 25 Jun 2019 06:24
Last Modified: 24 Dec 2019 23:30
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