Mikrofresaketa prozesuaren fidagarritasuna mugatzen duten aldagaien azterketa teoriko/praktikoa

Resumen

El micromecanizado al igual que cualquier otro proceso industrial, tiene que ofrecer una alta fiabilidad para que este sea integrado en el tejido industrial. Los procesos de mecanizado, como el microfresado, para asegurar su fiabilidad han de obtener sin fallo la exactitud y rugosidad superficial exigidas durante cierta cantidad de tiempo predefinida. Para lograr dicha fiabilidad es imprescindible asegurar una larga y estable vida de herramienta. En esta tesis doctoral se han analizado estos tres conceptos, unos de forma experimental y otras de forma teórica y experimental. La influencia de las condiciones de corte sobre la vida de la herramienta y el acabado superficial se han estudiado experimentalmente. La exactitud se ha estudiado de forma teórica y experimental. El estudio de la exactitud, se ha atacado desde diferentes ángulos, ya que su pérdida depende de múltiples factores. Por un lado, se ha estudiado el efecto de la temperatura en la exactitud. El principal responsable de las dilataciones sufridas en el eje Z, es el calor generado tanto en el motor del cabezal como en sus rodamientos. Como resultado de este estudio se ha propuesto un modelo de compensación de estas dilataciones. Por otro lado, se ha desarrollado un protocolo que reduzca el efecto negativo de las dilataciones. Gracias a este protocolo se ha conseguido reducir el efecto de las dilataciones en la exactitud de la pieza. Para mejorar la exactitud de la pieza en los mecanizados realizados en el plano X-Y, se ha desarrollado un método que compensa los errores repetitivos provocados por la máquina y por el propio proceso de mecanizado que pejudican la precisión de la pieza. Este método, tras medir y analizar los errores repetitivos que se generan en la pieza mecanizada, modifica apropiadamente las coordenadas de los puntos del programa de mecanizado CNC, para conseguir reducir los errores en las siguientes piezas mecanizadas. Por otro lado, se ha hecho un análisis experimental de variables que pueden comprometer el éxito del micromecanizado como; fuerzas de corte, mínimo espesor de viruta, rigidez de la herramienta y excentricidad de giro de la misma. Debido a la dificultad añadida que genera la escala micro, se han tenido que desarrollar nuevos sistemas y protocolos de ensayo. A lo largo de esta tesis se ha definido y puesto en marcha el laboratorio de micromecanizado de MU que ha permitido realizar los ensayos experimentales de esta tesis. Por otro lado y debido al alto coste de los ensayos experimentales, se ha desarrollado un modelo de fuerzas adaptado al microfresado. Por último, y haciendo uso de este modelo, se ha estudiado de forma teórica el efecto que tienen unos parámetros en la exactitud de la pieza. Los parámetros estudiados han sido, la dirección de corte del microfresado (concordancia-oposición), el ángulo de la hélice de la herramienta y el desgaste de la misma.