Análisis comparativo de la influencia del sistema de mínima cantidad de lubricación con aceite vegetal y sintético en operaciones de fresado CNC del acero AISI 4140.

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Title: Análisis comparativo de la influencia del sistema de mínima cantidad de lubricación con aceite vegetal y sintético en operaciones de fresado CNC del acero AISI 4140.
Authors: Calle Oviedo, Francisco Javier
Valencia Lescano, Jefferson Fabricio
Advisor: Quitiaquez Sarsoza, René Patricio
Abstract: The present work studies the surface quality obtained in machining milling - 3D finishing of AISI 4140 steel, using synthetic and vegetable oil with a minimum amount of MQL lubrication system, with variations of 25 [ml/h] and 50 [ml/h] for machining on sloped surfaces, surface quality is analyzed by the use of roughness when measuring roughness. In the tests, cutting factors such as cutting speed (Vc) and feed per tooth (fz) are also varied according to the manufacturer's recommendations of the tool used for finishing, the spindle speed is kept constant at 6000 [rpm] and the cutting depth at 0.2 [mm]. The specimen for machining contains three earrings of 57, 63 and 70° designed in CAD, thus varying the effective cutting speed at the tip of the round cutter tool of diameter 14 [mm] with titanium nitride coating and titanium aluminum nitride, called FIREX. The methodology used is that proposed by Genichi Taguchi, a statistical methodology based on orthogonal arrangements that simplify the number of tests, in this case 27 experiments have been carried out, combining MQL factors, effective cutting speed and feed per tooth. CAD-designed specimens are machined in an EMCO CNC machining center to then measure surface roughness with an MITUTOYO SJ210 roughometer. With the results obtained an analysis is performed based on the statistical method ANOVA that allows to find a reliability interval of the tests, which allows to validate this work, it is also determined that for this study the best surface quality is achieved using in the MQL system vegetable oil with 50 [ml/h], cutting speed 220 [m/min] and feed per tooth of 0.05 [mm/z].
Translated abstract: El presente trabajo estudia la calidad superficial que se obtiene en el mecanizado de Fresado - acabado 3D del acero AISI 4140, usando aceite sintético y vegetal con un sistema de mínima cantidad de lubricación MQL, por sus siglas en inglés, con variaciones de 25 [ml/h] y 50 [ml/h] para mecanizar en superficies con diferentes inclinaciones. Se estudia la calidad de superficie mediante el uso del rugosímetro al medir la rugosidad (Ra). En los ensayos, se varían, además, los parámetros de corte como la velocidad de corte (Vc) y el avance por diente (fz) según las recomendaciones del fabricante de la herramienta utilizada para el acabado, se mantiene sin variación la velocidad del husillo en 6000 [rpm] con profundidad de corte en 0,2 [mm]. La probeta para realizar el mecanizado contiene tres pendientes de 57°, 63° y 70° diseñados en CAD, de esta manera se varía la velocidad efectiva de corte en la punta de la herramienta fresa redonda de diámetro 14 [mm] con revestimiento de nitruro de titanio (TiN) y nitruro de aluminio con titanio (TiAlN), denominado FIREX. La metodología utilizada es la planteada por Genichi Taguchi, metodología estadística basada en arreglos ortogonales que simplifican el número de ensayos, en este caso se ha realizado 27 experimentos, combinando para ello los factores de MQL, velocidad de corte efectiva y avance por diente. Las probetas diseñadas en CAD se mecanizan en un centro EMCO CNC de mecanizado para, posteriormente, medir la rugosidad en la superficie con un rugosímetro MITUTOYO SJ210. Con los datos obtenidos se realiza un estudio en base al método estadístico ANOVA que permite encontrar un intervalo de confiabilidad de los ensayos, lo cual permite validar este trabajo; además se determina que para este estudio la mejor calidad superficial se logra usando en el sistema MQL aceite vegetal con 50 [ml/h], velocidad de corte 220 [m/min] y avance por diente de 0,05 [mm/z].
Keywords: INGENIERÍA MECÁNICA
ASPEREZA DE SUPERFICIE
ACERO
FRESADO
MECANIZADO
SISTEMAS DE LUBRICACIÓN
LUBRICACIÓN Y LUBRICANTES
Issue Date: Aug-2020
URI: https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/18913
Language: spa
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