Mecanizado

El posicionamiento, la precisión de la pieza y la capacidad de producción en los procesos de mecanizado están fuertemente influenciados por la magnitud de las fuerzas de contacto existentes entre pieza y amarre. Por lo tanto, es necesario el establecimiento de un modelo sencillo para la obtención de dichas fuerzas. El problema del contacto entre la pieza y el amarre ha sido abordado anteriormente, Li y Melkote [1], usando un método iterativo y de convergencia lenta. En el presente trabajo se propone un método para la determinación de la distribución de carga entre pieza y utillaje de fijación mediante el uso de métodos numéricos directos, a partir de datos obtenidos por el método de los elementos finitos.

La metodología propuesta ha sido aplicada al sistema de fijación de la Figura 1, que representa el caso típico de localización 3-2-1. La metodología establece en primer lugar, la obtención por separado de las matrices de desplazamientos de los elementos localizadores y de la pieza, que se obtienen a partir del método de los elementos finitos. A partir de la combinación de estas matrices, se ha conseguido obtener la matriz de desplazamientos del problema. Por último se ha obtenido la matriz de desplazamientos modificada (C*) propuesta por Estrems et al [2], con la que es posible calcular el vector de cargas de contacto.

Figura 1. Ejemplo de sistema de fijación.

En la gráfica de la Figura 2 se pueden observar los valores de las fuerzas en cada uno de los puntos en los que se ha discretizado el contacto entre la pieza y los localizadores 1 y 2 para un caso concreto.

Figura 2. Reparto de cargas en varios puntos de contacto.

La información de la Figura 2 resulta de utilidad a la hora de la elección de la distribución óptima de los localizadores y las fuerzas de apriete en casos concretos.

En el presente trabajo se ha desarrollado un método sencillo y directo para el reparto de carga entre una pieza prismática y sus localizadores. Su rapidez y flexibilidad permite realizar estudios de optimización en la disposición de utillajes.

[1] B. Li and S.N. Melkote, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 39, (1999) pp. 871-883.

[2] M. Estrems, F. Faura y J.I. Pedrero, Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería, 17(4), (2001) pp. 387-401.