Análisis de la precisión de una rectificadora mediante elementos finitos

摘要

El rectificado es un proceso de fabricación aplicado en las etapas finales de las líneas de producción, por lo que cualquier error cometido durante el mismo cobra mayor importancia. El proceso de rectificado presenta diferentes variantes en función de la tipología de pieza que se desea mecanizar. Una de las más empleadas es el rectificado cilindrico (70% de los casos) aplicado a una serie media-corta de piezas de geometría de revolución de tamaño grande-medio. La puesta a punto de una operación de rectificado cilindrico resulta complicada por los requisitos exigidos en cuanto a tolerancias dimensionales, acabado superficial e integridad superficial. Si a los exigentes requisitos se añaden un elevado número de variables y parámetros que influyen en el proceso, el resultado es un elevado número de ensayos prueba-error. Para disminuir esta componente experimental, en los últimos años se están desarrollando modelos del proceso a nivel macro- y micro-geométrico que permitan entender cómo influyen las diferentes variables de forma previa a los ensayos experimentales, teniendo en cuenta que las principales fuentes de error en el proceso de rectificado son: daños y errores de origen térmico, daños y errores de origen mecánico, y errores de origen dinámico. En este trabajo se ha realizado un estudio mediante elementos finitos de la rigidez de la máquina y de su comportamiento dinámico de cara a evaluar los posibles errores geométricos de la pieza provocados por la deformación de máquina y de la propia pieza ante cargas mecánicas. La metodología propuesta permite conocer el grado de precisión de la máquina de forma previa al mecanizado de una pieza, lo que aporta información útil al usuario de una máquina recién adquirida. Los resultados del modelo muestran que la pieza y eje del cabezal muela son los elementos más sensibles y de menor rigidez a tener en cuenta en estudios posteriores más detallados del proceso. Por último experimentalmente se han obtenido las deformaciones de la pieza durante el rectificado y se propone un método sencillo de evaluación de fuerzas radiales para el rectificado a través.