Superaleazioen brotxaketa prozesuan ebaketa parametroen eraginaren ikasketa elementu finituen simulazioaren bidez

Abstract

[EU]Proiektu honetan superaleazio ezberdinen mekanizazioa aztertu da brotxaketa prozesuaren bidez, erramintaren estaldura eta geometria aldagai ezberdinak zein ebaketa parametroen eragina ikertuz, parametro optimoenak finkatzeko asmoz eta azken finean eragiketaren produktibitatea handitzeko eta prozesuaren inguruko ikerketak zabaltzeko helburuarekin. Horretarako, simulazio ezberdinak gauzatu dira AdvantEdge EF softwarearen bitartez, zeinek brotxaketa eragiketaren hurbilpen nahiko zehatza ematen digun material, erreminta eta makina errealik izan gabe eta kostu esperimentalen murrizpena ahalbidetuz. Programa honen bitartez, simulazio ezberdinen ondoriozko emaitza ugari izan dira aztergai, tenperatura eta ebaketa indarren aldaeretik hasita, egun industrian garrantzia handiagoa duten faktoreen analisirarte, hala nola, erremintaren biziraupena eta higadura edo pieza beraren akabera. Lana burutzerako orduan, lehenik eta oinarrizko materialtzat hartu den Inconel 718 superaleazioaren mekanizazioa egin da lehorrean, brotxaketa erremintaren geometria parametro ezberdinen simulazioen bidez eta ondoren ebaketa parametroen aldaketaren ondoriozko azterketa eginez. Behin emaitzak azterturik eta parametro eraginkorrenak finkatuz, Waspaloyarekin gauzatu dira simulazio frogak, bi materialen arteko alderaketa ikertzeko eta azkenengo honen propietate fisiko zein mekanikoen hobekuntzaren eragina frogatzeko asmoz.

[ES]En el siguiente proyecto se ha estudiado el mecanizado de distintas superaleaciones mediante el proceso de brochado, analizando el cambio de diversos parámetros en la geometria de la herramienta, asi como su recubrimiento y la variación en distintos parámetros de corte para obtener como resultado final tanto la optimización de dichos factores como una mejora en la productividad del proceso y una mayor profundización en el estudio de la operación. Para ello se ha empleado el programa de EF AdvantEdge mediante el cual se han recreado distintas simulaciones para aproximar el mecanizado mediante brochado de una forma virtual bastante próxima a la real, sin tener acceso a los materiales, herramientas y maquinaria respectiva y reduciendo considerablemente los costes experimentales. Además de lo anteriormente mencionado, el programa facilita el análisis de las simulaciones mediante distintos resultados, pudiendo estudiar desde la variación de la temperatura y las fuerzas de corte de dicha simulación hasta factores con mayor relevancia en el sector industrial, como por ejemplo la vida de la herramienta y su rotura o el acabado de la pieza. A la hora de desarrollar el trabajo, primeramente, se ha utilizado la superaleación de Inconel 718 como material principal para mecanizar en seco, siendo el cambio en los parámetros geométricos de la herramienta de brochado los primeros en estudiar y posteriormente los parámetros de corte. Una vez analizados los resultados y estableciendo los parámetros mas efectivos, se ha procedido a simular la mecanización del Waspaloy para poder comparar los dos materiales y así corroborar la mejora de las propiedades físicas y mecánicas de esta última superaleación.

[EN]In the following research different superalloys machining have been studied applying the broaching process and analyzing different changes in the tool geometry and in its coating as well as in the cutting process parameters, with the aim of optimizing those factors equally as improving the productivity of the operation and to ensure a depth study in the process of broaching. To this end, diverse simulations have been done using a Finite Element software named AdvantEdge and with which it has been scored a high approach in broaching machining without using real materials, tools or machinery and due to this reducing considerably experimental costs. In this way, the program allows to analyze the different simulations by the research in different factors, starting from process temperatures or cutting forces, up to industrial more important issues such as tool-life and break or piece accuracy. When performing this project, firstly, Inconel 718 superalloy has been applied as the principal material and machined in dry conditions starting with the study of different simulations by changing the broaching tool geometric parameters and continuously, by analyzing the changes in the process cutting parameters. Once results have been considered and established the most effective parameters, diverse simulations have been performed with Waspaloy in order to compare the two superalloys and to ensure the improvement of both, physical and mechanical properties of this last material.