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Tecnologías / Metal

Efecto de las pasadas previas en los resultados de la modelización numérica de procesos de corte ortogonal

03/06/2014

Debido a la enorme capacidad de cálculo que requieren los modelos numéricos de procesos de corte, generalmente la modelización se limita a longitudes de mecanizado de pocos milímetros con movimiento de corte lineal. De esta forma se desprecia el efecto debido al mecanizado de las capas de material de espesor igual al avance eliminadas en las revoluciones o carreras lineales previas. Estas pasadas previas modifican las propiedades del material debido principalmente a su calentamiento, endurecimiento por deformación y aparición de tensiones internas. En este trabajo se muestran resultados numéricos y experimentales correspondientes al corte ortogonal en seco de acero inoxidable AISI 316L empleando distintos parámetros de corte. La modelización de pasadas sucesivas modifica de forma significativa los resultados obtenidos para distintas magnitudes termomecánicas como la temperatura en la superficie mecanizada, las fuerzas, las tensiones internas, etc. Por otra parte, los resultados numéricos obtenidos considerando pasadas sucesivas muestran una mejor correlación con los resultados experimentales correspondientes.

En los procesos de mecanizado el arranque de material se realiza debido a la combinación de los movimientos de corte y de avance. De esta forma, el material sobre el que actúa la herramienta en cada momento, ha sido afectado por el mecanizado de las capas de material de espesor igual al avance eliminadas en las revoluciones o carreras lineales previas.
Por una parte, el mecanizado previo hace que el material que se elimina a continuación esté precalentado. Además, dicho material estará afectado por los efectos termomecánicos producidos por la acción de la herramienta de corte en el material adyacente (tensiones residuales, cambios microestructurales, etc.).
Debido a la enorme capacidad de cálculo que requiere la realización de simulaciones numéricas de procesos de corte, suelen limitarse a una única pasada con longitudes de corte de pocos milímetros. De esta forma, se desprecia el efecto del mecanizado de material adyacente descrito anteriormente. Esta simplificación puede influir de forma significativa en las principales magnitudes implicadas en los procesos de corte como: temperatura en las zonas primaria, secundaria y terciaria del corte, componentes de la fuerza de mecanizado, tensiones residuales en el material mecanizado y longitud de contacto viruta-superficie de desprendimiento. Existen diversos elementos que aumentan la influencia de estos efectos pudiendo citarse el mecanizado con poca o ninguna refrigeración y el mecanizado con herramientas con geometría desgastada o con aristas de filo con geometrías poco afiladas (arista redondeada o con faceta).

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