Improvement of boring operations through novel chatter suppression and chip breakage techniques.

Abstract

El objetivo de este trabajo de investigación es proponer nuevas técnicas para reducir los problemas limitantes de las operaciones de mandrinado: la evacuación de viruta y las vibraciones autoexcitadas.Como herramienta para el desarrollo de soluciones, se ha llevado a cabo un modelado dinámico del proceso de mandrinado, compuesto por un modelo dinámico de barras y un modelo mecatrónico. Por una parte, el modelo de barras tiene en cuenta la rigidez y el amortiguamiento del amarre, lo que permite una estimación precisa de su comportamiento dinámico. Por otro lado, se ha desarrollado un modelo mecatrónico que permite simular la estabilidad del proceso en el dominio temporal, incluyendo las técnicas de rotura de viruta y los actuadores inerciales. El problema de la rotura de viruta se ha abordado mediante la técnica del mecanizado asistido por modulación (MAM), desarrollando un algoritmo automático que selecciona los parámetros óptimos para su aplicación en operaciones de mandrinado pesado. Además de ello, se han estudiado varias técnicas para suprimir las vibraciones autoexcitadas en operaciones de mandrinado. Por un lado, se propone el acoplamiento modal entre los modos de la barra de mandrinar y de la máquina para los casos de esbeltez intermedia. Por otro lado, las soluciones activas permiten cubrir un mayor rango de esbeltez, por lo que se ha diseñado un nuevo actuador basado en fuerzas de reluctancia. Finalmente, se ha realizado una comparación estricta entre el amortiguamiento proporcionado por medio del dispositivos activos y el que proviene de los sistemas de guiado.