Estudio comparativo con elementos finitos del modelo analítico de cálculo de temperatura en viruta de Boothroyd

Abstract

Es trabajo pretende estimar la máxima temperatura alcanzada en la viruta durante el mecanizado en metales. Debido a la complejidad de medición se han empleado 2 procesos de cálculo de forma parálela: un método analítico y otro empleando la técnica de elementos finitos.

Para determinar la similitud de los resultados de ambos métodos se han realizado varias simulaciones en función de 3 parámetros clave del proceso: avance, ángulo de fricción y ángulo de desprendimiento.

Este análisis por elementos finitos del método analítico no solo se ha centrado en el valor de temperatura máxima si no que se han comparado otros parámetros como son: el coeficiente de fricción aparente, el salto de temperatura en la zona primaria de deformación, las dimensiones de la zona secundaria de deformación, etc y con ello tener una visión general de ambos métodos.

Además la simulación por elementos finitos ha permitido obtener una simulación visual del proceso de mecanizado.

This project aims to estimate the maximum temperature reached in the shavings during metal machining. Due to the complexity of the measurement, 2 calculation processes have been used in parallel: an analytical method and another using the finite element technique.

To determine the similarity of the results of both methods, several simulations have been carried out based on 3 key parameters of the process: advance, friction angle and rake angle.

This finite element analysis of the analytical method has not only focused on the maximum temperature value but other parameters have been compared such as the apparent friction coefficient, the temperature jump in the primary deformation zone, the dimensions of the secondary deformation zone, etc., thereby giving an overview of both methods.

In addition, the simulation by finite elements has enabled the obtaining of a visual simulation of the mechanized process.