Análisis y selección de herramientas de corte, geometría y composición para el mecanizado del acero AISI 4340, basado en los parámetros de la ecuación de Taylor y los criterios de desgaste del flanco y craterización

Abstract

Actualmente en la industria es muy usado el maquinado de piezas mecánicas, especialmente árboles para transmisión que soportan gran esfuerzo de torsión y flexión, fabricados de acero aleado AISI 4340. El proceso de maquinado de las piezas utiliza las herramientas de corte para producir la forma deseada de la pieza. Por tal razón es necesario estudiar el tiempo de vida de estas para prevenir el desgaste prematuro o fractura de la herramienta y evitar que la pieza maquinada tenga imperfecciones. Para modelar y predecir el desgaste de la herramienta de corte en esta tesina se usó la ecuación propuesta por F. W. Taylor y se utilizaron 2 criterios de desgaste recomendados para herramientas de metal duro, los cuales se realizaron en el Campo Avanzado de Mecanización y Prototipos de la ESPOL, en donde se varió la velocidad de corte como parámetro de corte principal para determinar las constantes de la ecuación de Taylor. El avance y la profundidad de corte también se variaron para determinar el comportamiento de estas variables en el proceso de corte para el maquinado de una pieza elaborada con acero AISI 4340. III En la experimentación se usó 2 herramientas de corte con el fin de comparar y buscar una herramienta que presente mejor tiempo de vida para el maquinado de este material. Fue necesario simular el proceso de desgaste mediante el uso de herramientas computacionales como MATLAB para poder encontrar las constantes de la ecuación de Taylor y predecir el tiempo de vida de una herramienta de metal duro para maquinar AISI 4340 de acuerdo a los datos obtenidos de la experimentación. Los criterios de desgaste seleccionados para la experimentación se basan en la norma ASME 94.55M, en la cual para las herramientas de metal duro se recomienda como límite el desgaste del flanco y la profundidad de los cráteres producidos. Con los datos registrados de la experimentación se realizó una regresión lineal con el fin de ajustar los datos a la ecuación de Taylor. Los resultados comparativos muestran las tendencias del desgaste entre las 2 herramientas seleccionadas para la experimentación.