Capítulo 9. Conclusiones y recomendaciones. En base al desarrollo de los capítulos anteriores, se presentan conclusiones, observaciones y recomendaciones. 9.1 Análisis de error. Si se grafica la tabla de calibración se puede observar que cuando se alteran los valores de salida de mili volts por volts en el indicador, la pendiente de las línea de micro deformaciones con respecto a la de fuerza se altera como se muestra en la figura.

Pendientes calibración Micro deformaciones estáticas

400

Redondeo

Microdeformación

350 300

2.1mV/V

250

2.15 mV/V

200 2.5mV/V 150 2.7mV/V

100

2.9mV/V

50 0

2.9mV/V 0

20

40 Fuerza

60

80 2.9mV/V

Figura 9.1 Pendientes en las líneas de comportamiento. En las gráficas de comportamiento para ambos puentes para una profundidad de 0.4mm la pendiente de la recta teórica difiere de la de la práctica. Este error no sistemático en las pruebas fue debido a que se calibró el indicador para una profundidad de 0.8mm. Para cualquier profundidad de corte deseada, lo que se debe hacer es calibrar el dispositivo, alterando el voltaje de salida, de tal manera que la pendiente de la linea sea similar a la esperada teóricamente. Si se observa la tabla de calibración se ve que para

un valor de 2.1 mV/V la salida es mas parecida a lo que se debe obtener de acuerdo a los valores teóricos. Esto se demuestra en la siguiente gráfica.

Calibración 0.4mm 200 180 160

Microdeformación

140 120

teórica

100

práctica 2.9 mv/v 2.1mv/v

80 60 40 20 0 0

10

20

30

40

fuerza Kg

Figura 9.2 Calibración para 0.4mm por interpolación. P ara sacar esta gráfica se recurrió al método de interpolación lineal con los valores de la tabla de calibración para un valor de salida de voltaje de 2.1 mv/v. Para acercarse mas al valor esperado, habría que calibrar el indicador para cada parámetro de pr ofundidad de corte con la cual se quisiera medir las fuerzas. 9.2 Conclusiones.

Dado que el objetivo general era el diseño de un sistema capaz de medir y entregar datos relacionados con la magnitud de las fuerzas ocurrentes sobre la herramienta de corte en el torno de control numérico de la Universidad de las Américas Puebla, el objetivo se cumplió puesto que se diseñó, construyó y probó un sistema que arrojara datos en micro deformaciones, relacionables con las fuerzas de corte en el porta herramientas mientras se cortaba acero inoxidable austenítico AISI 304.

De acuerdo a los parámetros seleccionados en capítulos anteriores se obtuvo la fuerza tangencial de corte Fc calculada teóricamente con un valor de 655,5 N para la cual el porta herramientas en el punto de pegado de las galgas debía tener un valor en micro deformaciones de 256.5. La fuerza transversal Ft debía ser aproximadamente de 327.77 N , para la cual, corresponden en el porta herramientas a una deformación de 128 micro deformaciones. De acuerdo con las pruebas dinámicas de este proyecto de tesis, con las mismas variables de los parámetros de corte, se obtuvo un porcentaje de error, tomando en cuanta la media de cada muestra, para obtener un valor de 5.45% para el puente superior del acomodo de galgas extensométricas, y para el puente lateral un valor de 9.37% de error. Valor aceptable para el puente superior y con aceptación mediana para el puente lateral puesto que el cálculo teórico de este valor ha sido un valor aproximado debido a que no se relaciona con la fuerza tangencial, esto se debe a que se necesitan más datos para poder relacionar esta fuerza. Es por esto que el porcentaje de error de este puente no es tan significativo como el del puente superior Tomando en cuenta la alteración de los parámetros, tal como se planteó en el capítulo 7, se obtuvieron dos grupos de datos, los teóricos y los prácticos, con los cuales se pudieron trazar las siguientes gráficas de comportamiento para el puente superior y lateral, tablas ya presentadas en el capítulo correspondiente a las pruebas.

Puente superior profundidad de corte 0.8mm

Microdeformaciones

300 250

Teorico 200 150

Práctico

100 50 0 0

50

100

150

200

250

200

250

Variacion avance

Puente superior profindidad de corte 0.4mm

Microdeformaciones

140 120 Teórico

100 80 60

Práctico

40 20 0 0

50

100

150

Variacion de avance mm/min

Figura 9.3 Gráficas de comportamiento para el puente superior.

En estas tablas para el puente superior y con los datos que se hicieron, se ve que para una profundidad de corte de 0.8mm, las líneas de comportamiento se asemejan más para valores superiores a 50 mm/min de avance. Para una profundidad de 0.4mm mientras mayor sea el avance, las líneas de comportamiento se separan.

Puente lateral profundidad de corte 0,8mm

Microdeformaciones

120 100

teórico 80 60 40

práctico 20 0 0

50

100

150

200

250

Variación de avance

Puente lateral profundidad de corte 0.4mm

Microdeformacion

70 60 50

teórico

40 30 20

práctico

10 0 0

50

100

150

200

250

Variación avance mm/min

Figura 9.4 Gráficas de comportamiento para puente lateral. Para el puente lateral se puede observar que, para una profundidad de corte de 0.8mm, la pendiente de la línea de acción es muy parecida, sin embargo, los valores que forman la línea de comportamiento práctico se encuentran debajo de los teóricos con un porcentaje aproximado de 80% del valor de los mismos. Para una profundidad de corte de 0.4mm se observa el mismo comportamiento que en el puente superior, la pendiente es diferente y mientras más grande sea el valor del avance las líneas de comportamiento se separan más. Las pruebas hechas en este proyecto muestran los resultados anteriores, sin embargo, de acuerdo a los sistemas de toma de datos propuestos en el capítulo octavo, se podría obtener un mayor número de datos, con mayor precisión. Algunas empresas dedicadas a las micro medidas ofrecen el servicio.

El equipo de toma de datos de la universidad ofrece las opciones de vaciar los datos a un ordenador y proporcionar un filtro de datos atribuibles a variaciones conocidas en el proceso, esto sin embargo, debido a su complejidad puede ser un tema de estudio como complemento de este proyecto, que traería como beneficio adicional, la implementación de un mejor método de enseñanza en algunos laboratorios de esta universidad. Este proyecto también lleva a la conclusión de que los extensómetros son elementos que pueden ser usados para muchas aplicaciones, tanto de investigación como de control en muchos procesos industriale s. Quizás en un futuro, se pueda hacer un estudio parecido a este, enfocándose a los elementos piezoeléctricos, debido a que estos ofrecen un mejor desempeño que las galgas extensométricas. El conflicto con estos es el elevado costo de los existentes en el mercado. Sería un buen tema de estudio, poder aplicar este efecto piezoeléctrico a nuevos materiales diferentes al cuarzo, de tal manera que su construcción no tenga una alta relación costo beneficio. De acuerdo a lo dicho anteriormente para cada puente se establecen las siguientes recomendaciones. 9.3 Recomendaciones.

De acuerdo al comportamiento del puente superior y su porcentaje de error se puede decir que es un método fiable para calcular la fuerza tangencial ocurrida en la herramienta durante el proceso de torneado. El error ocurrido se atribuye a variaciones normales durante el proceso debido a las propiedades cambiantes del material.

El error en el puente lateral, se atribuye principalmente a que el valor teórico es calculado, con referencia a bibliografía, de manera aproximada en base a la fuerza tangencial, de acuerdo a la relación dada de Fc : Ft : Fr = 4 : 2 : 1(21) , de acuerdo a esto se obtuvo un error de 9.37%. Siendo la misma configuración de puente, así como la calibración del indicador, podemos hablar del mismo porcentaje de error que para el puente superior de 5.45 %. Se atribuye a cambios normales en el proceso de torneado, también en el proceso de pegado de las galgas, que es generalmente a simple vista sobre marcas en el metal y si la colocación requería precisión, no siempre se es capaz de lograr. El eje centroidal esta movido ligeramente hacia arriba de la pieza, y si la galga se pego más abajo las lecturas se ven influenciadas por otro tipo de esfuerzos. Esto causaría que si se pegó abajo del eje las micro deformaciones se verán afectadas por la compresión proveniente de la fuerza tangencial así registrando menor deformación y alterando la fuerza prevista. Para una profundidad de corte de 0.8mm en este puente, y debido al error sistemático en las pruebas, se recomienda multiplicar por un factor de corrección de 1.20. Para ambos puentes se concluyó que para cada profundidad de corte que se desea estudiar es necesario calibrar el indicador, en la maquina universal de ensayos de tens ión, de acuerdo a los valores esperados. Esto con el fin de que las pendientes en las líneas de comportamiento se mantengan de acuerdo a las necesidades de cada prueba.

En cuanto al método de localización de las galgas, se recomienda el uso de lentes de aumento de gran tamaño de manera que se pueda hacer el pegado con más precisión. De igual manera, hacer marcas sobre el metal a pegar las galgas, con equipo de metrología, de tal manera que se minimice el factor de error humano.

(21)

Sandvik Coromant, El Mecanizado Moderno, 1994.

En cuanto a la eficiencia y duración del recubrimiento se recomienda usar placas de asbesto adicional, puesto que la viruta sale muy caliente y al friccionar con el recubrimiento plástico de las galgas, pudiera llegar a dañarse. Estas placas aparte de la protección que ofrecen contra la temperatura, proveen protección mecánica.