Calidad superficial en el Torneado


Determinación Experimental de la Calidad Superficial en Procesos de Torneado

a Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad Técnica Federico Santa María, Campus San Joaquín, Santiago, Chile
27 de Agosto del 2013

Resumen En el presente informe se detalla el concepto de calidad superficial , estableciendo los principales parámetros de procesos y de maquinas involucrados en elarranque de viruta, los cuales caracterizan el acabado superficial. Se presenta el estudio de las desviaciones microgeométricas del torneado en seco de una barra cilíndrica de acero AISI/SAE1020, sometida a valores predeterminados de parámetros de procesos y de maquinas. La determinación de las irregularidades del acabado superficial de las muestras mecanizadas, se realiza en base a parámetros de mediaaritmética de rugosidad () y profundidad de rugosidad (). Los resultados obtenidos de estos parámetros de rugosidad, han permitido establecer una relación con los parámetros de procesos y de maquinas. Estas relaciones permiten predecir el comportamiento de la rugosidad en el rango de los parámetros establecidos.
Palabras Clave: Calidad superficial; Parametros de procesos; Parametros de máquinas;Torno; AISI/SAE1020
1. Introducción
Una superficie perfectamente lisa no existe en la realidad, ya que cualquier superficie real, por muy perfecta que parezca, tendra irregularidades que se originaron durante el proceso de fabricacion. Las irregularidades mayores (macrogeométricas) en las superficies de piezas mecanizadas se deben a errores asociados a la variacion en tamaño de la pieza,paralelismo entre superficies y planitud de una superficie, o incluso redondez o cilindridad, los cuales se pueden medir con instrumentos convencionales. Por otro lado, las irregularidades menores (microgeométricas) son la ondulación y rugosidad. La primera puede ser ocacionada por la flexión de la pieza durante el maquinado, falta de homogeneidad del material, liberación de esfuerzos residuales,vibraciones, tratamientos termicos, etc. La segunda es provocada por el elemnto utilizado para realizar el mecanizado, por ejemplo, la herramienta de corte o la piedra de rectificado.
En el pasado, el método más utilizado y práctico para decidir si un acabado superficial cumplía con los requisitos era compararlo visualmente y mediante el tacto con muestras estandarizadas con diferentes acabadossuperficiales. La evidente desventaja de este método visual-táctil, es que la decisión es subjetiva y difícilmente dos personas estarían de acuerdo en que superficies son aceptables y cuales no, sobre todo si uno es comprador y otro vendedor. Afortunadamente, gracias al avance de la industria electrónica durante el ultimo cuarto de siglo, es posible contar con los actuales rugosímetros. Estosinstrumentos son fáciles de operar, portátiles y proporcionan con rapidez los datos necesarios para medir la calidad superficial.
En la actualidad, el método mas popular de medición de la rugosidad es el que se basa en un palpador de diamante con un radio en la punta de 2.5 o 10 que recorre una pequeña longitud, denominada longitud de muestreo, sobre la superficie localizada. Los valores normalizadospara esta longitud de muestreo van de 0.08 a 25 mm.
La figura 1 tomada de la norma ANSI/ASME B46.1 -1985, ilustra la superficie de una pieza mecanizada en la que se observan las marcas originadas por dicho proceso, además de ciertas ondulaciones en la superficie. Haciendo zoom sobre la superficie se observa con mayor calidad la ondulación y las irregularidades debidas al mecanizado. Esta forma deexaminar e acabado superficial se denomina método de perfil.
Los principales parámetros a determinar en una operación de mecanizado son:
1. El avance
1. La velocidad de rotación del husillo
1. El encaje axial

La variación de estos parámetros nos determinará la calidad superficial obtenida en la operación. Es por esto que el requerimiento de calidad superficial será lo que nos...