Análisis mediante el método de elementos finitos de procesos de corte ortogonal con distintos redondeos de filo

En el Departamento de Ingeniería Mecánica se han realizado diversos estudios relativos a la modelización numérica de procesos de corte ortogonal con distintas geometrías de arista de corte. En este Proyecto se profundiza en el análisis de la influencia del redondeo de la arista de corte en el mecanizado de aceros inoxidables austeníticos. Este aspecto fue tratado en la Tesis Doctoral “Análisis Termomecánico de la influencia del desgaste geométrico de herramientas en los procesos de corte ortogonal de aceros inoxidables austeníticos” [3]. En esta tesis se definió un modelo numérico optimizado y validado experimentalmente para herramientas con redondeo de filo 0,02, 0,05 y 0,08 mm. Una de las conclusiones indicadas en dicha tesis consiste en que la simulación de pasadas sucesivas de corte en los modelos numéricos afecta significativamente a los resultados obtenidos. Las variaciones son especialmente importantes entre los resultados obtenidos en la 1ª y 2ª pasadas. Debido a que en la práctica totalidad de los procesos industriales y ensayos de mecanizado se realizan múltiples pasadas sucesivas, se recomienda simular al menos 2 pasadas de corte en los modelos numéricos. El objetivo principal de este proyecto consiste en analizar el efecto que tiene sobre los resultados de un modelo numérico de Elementos Finitos de corte ortogonal la variación del redondeo del filo de la herramienta. El análisis se ha realizado empleando un modelo numérico de corte del acero inoxidable austenítico AISI 316L basado en el modelo desarrollado, validado y descrito en la referencia 3. En este trabajo, siguiendo las recomendaciones indicadas, se han simulado 2 pasadas de corte, analizándose las variaciones de los resultados correspondientes a ambas pasadas. Las principales aportaciones de este Proyecto Fin de Carrera respecto de los resultados mostrados pueden resumirse en los siguientes puntos: - El análisis de resultados se realiza en su totalidad para 2 pasadas de corte. - Se incluye la geometría de filo sin redondeo (arista viva). - El modelo para varias pasadas sucesivas tiene mayor densidad de mallado (elementos de unos 5 micrómetros). Otra diferencia a destacar entre el modelo desarrollado en este Proyecto y el modelo de referencia se refiere a la ley de fricción establecida en el contacto entre la herramienta y la viruta. En la referencia 3 se estableció una ley de fricción híbrido variable que ha sido sustituida en este Proyecto por un contacto de tipo Coulomb con coeficiente constante de valor 0,8. Las diferencias entre los resultados obtenidos aplicando ambas leyes de fricción eran poco significativas por lo que se ha considerado adecuado simplificar el modelo en este aspecto. Por tanto, el modelo desarrollado en este Proyecto no incluye ninguna modificación esencial respecto del modelo establecido en la Tesis. Por otra parte, las diferencias introducidas en este modelo no afectan de forma muy significativa a los resultados obtenidos. Por todo ello, se considera que la validación experimental del modelo tomado como base indica también una adecuada correlación de los resultados obtenidos con el modelo desarrollado en este Proyecto, en relación con los resultados experimentales correspondientes.Ingeniería Industria