Estudio comparativo de los modelos matemáticos de chatter en fresado: monofrecuencia, multifrecuencia y simulación en el tiempo

Mikel Zatarain (1) , Jokin Munoa (2) , Cristobal Villasante (1) , Angel Sedano (1)

1 TEKNIKER - Fondation Tekniker
2 IK4-Ideko

Los modelos matemáticos de predicción de chatter en el dominio de la frecuencia están suficientemente contrastados para operaciones de corte continuo. Sin embargo, el carácter intrínsecamente discontinuo del proceso de fresado hace que los resultados de los modelos en el dominio de la frecuencia no sean exactos. Recientemente se han desarrollado modelos en el dominio de la frecuencia basados en la aproximación de las no linealidades geométricas del fresado mediante el desarrollo en serie de Fourier. Estos modelos reproducen el efecto, encontrado en la práctica, de la aparición de múltiples armónicos en los casos en que se produce la inestabilidad de corte. La comparación de los resultados de los modelos en el dominio de la frecuencia con la de los modelos en el dominio del tiempo se hace complicada debido a la dificultad de establecer un criterio en éstos últimos para definir la existencia o no de inestabilidad. Este problema se ha resuelto mediante la linealización del proceso consistente en permitir al modelo la existencia de fuerzas de corte negativas en el caso de la aparición de la separación entre pieza y herramienta. De este modo, la amplitud de la vibración aumenta indefinidamente en los casos de inestabilidad, y es sencillo distinguir entre casos estables e inestables. El resultado de la comparación es que los modelos multifrecuencia son capaces de predecir con exactitud la inestabilidad del proceso, mientras que los modelos monofrecuencia lo predicen de forma precisa solamente en situaciones de inmersión radial de la fresa grande, que son los casos más desfavorables para la máquina. Como consecuencia, se deduce que de cara al dimensionamiento de máquinas de fresado, como criterio para distinguir la idoneidad del diseño puede utilizarse el método monofrecuencia, muy sencillo y de resolución muy rápida.

Domaines: Génie mécanique [physics.class-ph]; Génie mécanique [physics.class-ph]

Mikel Zatarain, Jokin Munoa, Cristobal Villasante, Angel Sedano. Estudio comparativo de los modelos matemáticos de chatter en fresado: monofrecuencia, multifrecuencia y simulación en el tiempo. XV Congreso de Máquinas-Herramienta y Tecnologías de Fabricación, Oct 2004, Donostia - San Sebastian, España. pp.179-192. ⟨hal-01023603⟩