Medición Del Desgaste En Herramientas De Corte

Medición del desgaste en herramientas de corte

Todos los procesos de fabricación son inherentemente variables. La variabilidad de un proceso se debe a dos tipos de causas:

-causas asignables. Se conoce la causa y se puede corregir. -causas comunes. De naturaleza aleatoria, inherentes al proceso y prácticamente imposibles de eliminar.

Las variaciones de un proceso pueden comprobarse a través de los resultados obtenidos con el mismo en una situación controlada donde no encontremos causas asignables no esperadas. A menudo, la variación de un proceso puede ajustarse a alguna ley probabilística. Una de las mas utilizadas y sencillas es la distribución normal, que se caracteriza por su media y su desviación típica.

En todos los procesos de mecanizado existe un desgaste de las herramientas de corte que se utilizan en cada caso.

Todas las herramientas de corte se desgastan durante el mecanizado, y tal desgaste sigue hasta que sobreviene el final del filo. Hoy en día, los parámetros que se manejan para determinar cuando un filo de corte esta en condiciones óptimas para cortar son principalmente el acabado superficial, la precisión dimensional que quedan en la piezas elaboradas, el patrón de desgaste de la herramienta, que tipo de viruta se forma, la vida del filo prevista e incluso hay diferentes sistemas de monitorización del desgaste.

En operaciones de acabado, se considera inservible el filo de corte cuando el acabado superficial de la pieza deja de cumplir las exigencias previstas. No es necesario un gran desgaste, basta simplemente con una pequeña parte desgastada en la punta de la herramienta para tener la necesidad de cambiar la misma. Por el contrario, en una operación de desbaste, el desgaste producido en el filo se manifiesta en una longitud de arista mayor y puede tolerarse un desgaste considerablemente superior, puesto que no hay unas exigencias de precisión dimensional ni de acabado superficial.

El desgaste de la herramienta es inevitable y como tal no resulta un proceso negativo. No lo es dependiendo de cuando y como se produce. Cuando el filo ha cortado una considerable cantidad de material de la pieza, durante un tiempo aceptable normalmente indicado por los propios fabricantes de herramientas, el desgaste es por supuesto un proceso lógico. Solo cuando se produce prematuramente la destrucción del filo o fractura de la herramienta, da lugar a una consideración de tipo negativa o irracional.

El desgaste de la herramienta es producto de una combinación de gran cantidad de factores que actúan sobre el filo de corte. La vida o duración de filo está en función de diversas fuerzas o cargas, las cuales contribuyen a deformar la geometría de corte, provocando malos acabados y tolerancias no deseadas. El desgaste es el resultado de la interacción entre la herramienta, el material a cortar y las condiciones de mecanizado. Los principales factores que actúan sobre la herramienta son del tipo mecánico, químico y térmico, como se ha comentado con anterioridad. Como resultado de la actuación conjunta de estos factores sobre el filo de corte durante el mecanizado, el material de la herramienta es afectado por algunos mecanismos o factores a través de los cuales se produce el desgaste. Los mecanismos, que mencionamos a continuación, actúan de forma simultánea, lo que hace extremadamente difícil distinguir sus causas y efectos por separado. Pero cabe señalar que la influencia específica de cada uno de ellos depende de las propiedades del material de la pieza, de la herramienta y de las condiciones de mecanizado.

Si la rapidez del desgaste se conoce o puede estimase a partir de los datos, es posible construir un conjunto de límites de control sesgados en torno de la línea de la tendencia de desgaste de la herramienta. Si los valores muestrales de ỹ se localizan dentro de estos límites, el desgaste de la herramienta está bajo control. Cuando la línea de la tendencia excede el máximo permisible para el promedio del proceso, el proceso deberá reinicializarse o la herramienta deberá reemplazarse.

Teoría para el control del desgaste de herramientas

En la mayoría de las situaciones donde se usan cartas de control, la atención se centra en el control estadístico del proceso, en la reducción de la variabilidad y en el mejoramiento continuo del proceso. Las cartas de control modificadas sirven para poder analizar el comportamiento de los diferentes procesos y poder prever posibles fallos de producción mediante métodos estadísticos. Estas se utilizan en la mayoría de los procesos industriales, como es el caso del control del desgaste de herramientas. En el proceso de control de herramientas industriales se alcanza un alto grado de capacidad, siendo aconsejable reducir el nivel de control proporcionado por las cartas de control estándar, para ello utilizaremos los límites de control modificados. 
Los límites de control modificados para la Xmedia se utilizan cuando Cp o Cpk es mucho mayor que 1, es decir, cuando la variabilidad del proceso es mucho menor que la extensión de los límites. El interés en la carta de control modificada se restringe a detectar si la localización de la verdadera media del proceso μ es tal que el proceso está produciendo una fracción disconforme en exceso de un valor δ especificado. De hecho, se permite que μ varíe en un intervalo. La media se puede desplazar, tanto superior µU como inferiormente µL, un valor tal que la probabilidad de estar fuera de las especificaciones sea δ, dentro de estos limites de variabilidad el proceso estará en estado de control.

El ajuste inicial de la herramienta está en algún múltiplo de σx arriba del límite inferior de la especificación y el máximo permisible del promedio del proceso está en el mismo múltiplo de σx abajo del límite superior de la especificación. Para especificar los límites de control de una carta modificada, se supondrá que la salida del proceso tiene una distribución normal. Para que la fracción disconforme del proceso sea menor que δ, tendremos en cuenta que el valor de la media tiene que estar entre µU y µL, se pueden calcular mediante:

μL = LSL + Zδσ

μU = USL + Zδσ

donde Zδ es el punto porcentual superior 100(1-α) de la distribución normal estándar.

Para un buen diseño de la carta de control, debe contarse con una buena estimación de σ. Si la variabilidad del proceso se corre(la variabilidad en el proceso cambia), los limites de control modificados no serán apropiados, por lo general se obtendría

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