Modelado por medio de elementos finitos de un proceso de corte ortogonal

1 Modelación por elementos finitos de un proceso de corte ortogonal

Modelado por medio de elementos finitos de un proceso de corte ortogonal
Augusto Molano Rojas código: 233402, Aldo Giovanni Restrepo código 233940 1.

Resumen- Continuamente los ingenieros involucrados en el diseño de procesos de manufactura destinan esfuerzos importantes para lograr eficiencias de producción que maximicensus condiciones de operación. En este sentido los procesos de corte y particularmente los de torneado se han constituido como un continuo punto de observación, concretamente porque implican gastos importantes en las investigaciones y los montajes de laboratorio suelen presentar diversas complicaciones. Por estos motivos, las herramientas de modelado computacional son un recurso de altísimautilidad ya que permiten el diseño de escenarios versátiles a partir de los cuales se desprenden importantes conclusiones que pueden orientar al ingeniero en los procesos de optimización. El presente trabajo muestra en términos generales el proceso de modelado mediante elementos finitos de un de corte ortogonal, utilizando el software COSMOS-STARDESIGN, se realiza una variación de los materiales de laherramienta de corte y se observa como es el comportamiento de los esfuerzos sobre la herramienta. Se realiza un ejercicio de análisis de resultados y se recogen algunas conclusiones importantes. Palabras clave: corte ortogonal, COSMOS-STARDESIGN, análisis de esfuerzos, análisis de resultados, optimización.

Abstract- Many times, the engineers involved in designing manufacturing processes giveimportance to the methods that improves their process efficiencies. Thus, the process of cutting and turning is one of this. Because they involve significant costs on research and laboratory setups often implicate very difficult practices. For these reasons, computational modeling tools are a suitable resources of high utility because allow design scenarios for simulate the cutting. The presentdocument shows in general terms the process by finite element modeling of orthogonal cutting using the COSMOS-StarDesign software; it makes a material change in the cutting tool and is seen as the behavior of the stress on the tool. It takes a lessons-learned exercise and collected some important conclusions. Keywords: orthogonal cutting, COSMOS-StarDesign, stress analysis, performance analysis,optimization.

estricta las restricciones que implica la implementación del fenómeno en un entorno virtual. De este modo, se hará una breve descripción del proceso de corte ortogonal y algunos de los conceptos básicos relacionados con el corte cuya identificación facilita las observaciones subsecuentes. Dado que en todo proceso de modelación se busca que las simplificaciones que se realicencorrespondan en la medida de lo posible con los sucesos reales. Debido a la complejidad que representa un proceso de torneado se seleccionó el modelo de corte ortogonal como procedimiento a simular. El corte ortogonal se puede definir como aquel corte donde el filo de la herramienta, forma un ángulo de 90 grados respecto a la dirección de avance. En la figura 1 se muestra un esquema de este proceso y unacomparación con el proceso de corte oblicuo que comúnmente corresponde al tipo de procedimiento de práctica usual en los talleres de manufactura.

Fig.1 a) Elementos del corte ortogonal, b) Elementos del corte oblicuo.

INTRODUCCIÓN

L

I. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE CORTE ORTOGONALCOMO OBJETO DE MODELADO

La parte inicial del análisis corresponde, a la definición del proceso que es objetode estudio delimitando de manera
1 Estudiantes de pregrado del programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia y participantes del grupo de Aplicaciones en elementos finitos, dentro del cual se inscribe el presente trabajo como proyecto final de curso.

Dentro del proceso de corte ortogonal existen diversas variables que se pueden tener en cuenta para efectuar los...