An experimental investigation into the impact of vibration on the surface roughness and its defects of Al6061-T6

Una investigación experimental sobre el impacto de la vibración en la rugosidad superficial y sus defectos de Al6061-T6

La rugosidad superficial se identifica como una respuesta importante que se ve afectada por la vibración del husillo y la mesa de trabajo. Este artículo se centra en el efecto de los parámetros geométricos y de mecanizado, como la velocidad del husillo, la velocidad de avance, la profundidad de corte axial y radial y el ángulo de desprendimiento radial, sobre las respuestas durante la operación de fresado frontal. Los experimentos se llevaron a cabo en la aleación de aluminio 6061-T6, basados en el Diseño Compuesto Central (DCC). Se ha utilizado la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) para desarrollar los modelos predictivos. Los resultados de la Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) indican que la formación de defectos superficiales en Al 6061-T6 son partículas de material adheridas, arrancamiento, marcas de alimentación, micro-pits y restos de microchips. Se utilizó un algoritmo genético multiobjetivo (MOGA) para predecir la rugosidad superficial y la amplitud de la vibración del husillo y la mesa de trabajo.

INTRODUCCIÓN

En el proceso de mecanizado, el aumento de la amplitud de vibración hace que la herramienta pierda intermitentemente el contacto con la viruta, lo que provoca un aumento de las fuerzas de corte, fricción y aumento de la temperatura en la zona de corte y la formación de filo acumulado. El control de la vibración es uno de los enfoques para mejorar la calidad del producto. [1] investigó los efectos de tres niveles de vibraciones forzadas atribuidas al husillo. [2,3] Varios investigadores han estudiado el efecto de los parámetros de corte como la velocidad del husillo, el avance, la profundidad de corte axial y radial, la selección adecuada del material de la herramienta y la geometría de la herramienta en el mecanizado de aleaciones basadas en aluminio. [4] investigó el desgaste de la herramienta, el acabado superficial y los defectos superficiales afectados por la vibración de la herramienta de corte. [5] desarrollaron un plan experimental y llevaron a cabo experimentos basados en el diseño compuesto central (CCD) de la metodología de superficie de respuesta (RSM) [6] determinaron modelos de segundo orden de las respuestas en función de las condiciones de corte. [7,8] el algoritmo genético multiobjetivo (MOGA) ha demostrado su eficacia y eficiencia en la búsqueda de conjuntos bien distribuidos y convergentes de soluciones casi óptimas. La superficie mecanizada con topografía de procesos de corte depende de varios factores, el análisis en profundidad de varias características de estas alteraciones superficiales y subsuperficiales se ha llevado a cabo con la ayuda de técnicas avanzadas como la microscopía electrónica de barrido (SEM) [9]. En el presente trabajo, se han realizado esfuerzos para optimizar los parámetros de mecanizado como la velocidad del husillo (N), la velocidad de avance (F), la profundidad de corte axial (Da), la profundidad de corte radial (Dr) y el ángulo de desprendimiento radial (γ), con la vibración del husillo y la vibración de la mesa de trabajo para minimizar la rugosidad superficial Ra durante los experimentos de ranurado en el mecanizado de fresado vertical de aluminio 6061-T6.