El chatter regenerativo o retemblado es uno de los principales factores que limita la productividad de procesos como el desbaste de piezas monolíticas de aluminio a alta velocidad. El cortar constantemente en condiciones inestable conduce a malos acabados superficiales, roturas de herramienta y una reducción considerable en la vida de los rodamientos de los electrohusillos. La geometría de la herramienta es uno de los factores que tienen una influencia clara en la estabilidad del proceso de fresado, y es por ello que diversas geometrías han sido propuestas en la literatura especializada para eliminar este tipo de vibraciones. En este artículo se estudia la influencia de las fresas enterizas de perfil ondulado o aserrado que están siendo utilizadas en la industria en proceso de desbaste de aluminio y titanio. En el artículo se demuestra, analizando las fuerzas, que se tratan de fresas muy eficientes desde el punto de vista energético y con interesantes propiedades para evitar vibraciones autoexcitadas. Estas fresas dan lugar a grandes variaciones en la estabilidad variando únicamente el avance por diente.
Conclusiones
En este documento se han estudiado la mecánica, dinámica y estabilidad de la fresas de perfil ondulado o aserrado. Los filos de perfil ondulado provocan cambios de fase en cada arista de corte, lo que da lugar a generación de viruta de geometría no uniforme, tanto a lo largo de un filo como entre los diferentes filos de los que consta la herramienta. Este proceso es un proceso periódico con la velocidad de giro. El tiempo de retardo puede variar de punto a punto de la arista de corte debido a la geometría ondulada de ésta, la amplitud de las ondas generadas y la velocidad de avance. Debido a estos factores, la dinámica del proceso ha sido modelizada mediante una serie de ecuaciones diferenciales con múltiples retardos y parámetros periódicos en el tiempo. La estabilidad del sistema ha sido estudiada mediante el método de la semi-discretización.
Además, se ha demostrado que cuando el espesor de viruta es menor que la amplitud de las ondas generadas en el corte, parte de los filos pierden el contacto con el material a mecanizar. Como resultado, el número de retardos aumenta, la regeneración de ondas se atenúa y los límites de estabilidad aumentan. Al aumentar la velocidad de avance, por el contrario, el material en contacto con los filos de perfil aserrado aumenta, los límites de estabilidad disminuyen y el proceso se vuelve semejante al proceso de mecanizado mediante fresas convencionales. Como regla aproximada, la estabilidad de las fresas de perfil sinusoidal puede ser N veces mayor que la estabilidad de una fresa convencional, siendo N el número de dientes, siempre que el avance sea menor que la amplitud de las ondas generadas. Este efecto es contrario al causado por las fuerzas de corte características en fresado convencional, donde a velocidades bajas de avance el proceso tiende a desestabilizarse debido a que los coeficientes de corte son más altos. Las fresas de perfil ondulado, a bajas velocidades de avance, se comportan de modo similar a las fresas convencionales de un solo filo, es decir, los ángulos de paso no uniformes no afectan a la estabilidad. A la hora de seleccionar una velocidad de avance productiva y eficiente para el caso de desbaste de aleaciones de difícil mecanizado mediante fresas de perfil ondulado, se deben tener en cuenta otros factores como son los posibles fallos y los desgastes de arista debidos a grandes cargas de viruta.
Finalmente, hay que decir que la combinación de la transformación ortogonal oblicuo con el método de semi-discretización permite simular la mecánica y la dinámica de fresas de geometría muy compleja y condiciones variables a lo largo del eje axial de la fresa.
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