Análisis de fuerzas de corte en operaciones de mandrinado de componentes bi-pieza

Résumé

Los componentes bi-pieza abarcan una amplia serie de elementos mecánicos constituidos por dospiezas unidas mediante tornillos de los que se requiere unas tolerancias de forma muy estrechas,como son los cojinetes y bielas en los motores alternativos, o las chumaceras de los barcos. Lastolerancias de redondez afectan al régimen de lubricación, las vibraciones y la durabilidad delcomponente por lo que suelen establecer límites muy estrechos. Para la consecución de estastolerancias, en el presente trabajo se ha realizado un estudio de la influencia de las fuerzas decorte medidas generadas durante la operación de mandrinado, en las posibles imperfecciones enla redondez. Para realizar el estudio, se ha diseñado un componente bi-pieza sencillo de aceroF1115. Se han realizado ensayos experimentales de mandrinado tanto en componentes bi-piezacomo en unipieza para comparar resultados y aislar causas. Las piezas se han mandrinado en unamáquina CNC Soramill. Se han probado diferentes velocidades de corte registrando durante elmandrinado, el par torsor mediante un sensor Kistler 9275. Otras características del componentecomo diámetro, rugosidad superficial y redondez han sido convenientemente medidas en ellaboratorio de metrología, siendo abordado su análisis mediante Transformada Discreta deFourier. Después de analizar las fuerzas de corte y sus perfiles de redondez correspondientes seha comprobado que las distintas causas de aparición de picos en el espectro están relacionadascon el par de apriete del tornillo. Cuando éste es bajo la causa de los picos es elmicrodeslizaminto entre piezas, mientras que si es alto, la causa de los picos está asociada adiferencias de rigidez en el contacto.