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Análisis comparativo de la influencia del sistema de mínima cantidad de lubricación con aceite vegetal y sintético en operaciones de fresado CNC del acero AISI 4140.

Abstract:

El presente trabajo estudia la calidad superficial que se obtiene en el mecanizado de Fresado - acabado 3D del acero AISI 4140, usando aceite sintético y vegetal con un sistema de mínima cantidad de lubricación MQL, por sus siglas en inglés, con variaciones de 25 [ml/h] y 50 [ml/h] para mecanizar en superficies con diferentes inclinaciones. Se estudia la calidad de superficie mediante el uso del rugosímetro al medir la rugosidad (Ra). En los ensayos, se varían, además, los parámetros de corte como la velocidad de corte (Vc) y el avance por diente (fz) según las recomendaciones del fabricante de la herramienta utilizada para el acabado, se mantiene sin variación la velocidad del husillo en 6000 [rpm] con profundidad de corte en 0,2 [mm]. La probeta para realizar el mecanizado contiene tres pendientes de 57°, 63° y 70° diseñados en CAD, de esta manera se varía la velocidad efectiva de corte en la punta de la herramienta fresa redonda de diámetro 14 [mm] con revestimiento de nitruro de titanio (TiN) y nitruro de aluminio con titanio (TiAlN), denominado FIREX. La metodología utilizada es la planteada por Genichi Taguchi, metodología estadística basada en arreglos ortogonales que simplifican el número de ensayos, en este caso se ha realizado 27 experimentos, combinando para ello los factores de MQL, velocidad de corte efectiva y avance por diente. Las probetas diseñadas en CAD se mecanizan en un centro EMCO CNC de mecanizado para, posteriormente, medir la rugosidad en la superficie con un rugosímetro MITUTOYO SJ210. Con los datos obtenidos se realiza un estudio en base al método estadístico ANOVA que permite encontrar un intervalo de confiabilidad de los ensayos, lo cual permite validar este trabajo; además se determina que para este estudio la mejor calidad superficial se logra usando en el sistema MQL aceite vegetal con 50 [ml/h], velocidad de corte 220 [m/min] y avance por diente de 0,05 [mm/z].