Desarrollo de un sistema híbrido “Plug and Play” de lubricación pulverizada con nanofluido y fluido criogénico para mejorar los procesos de mecanizado por arranque de viruta torneado
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Date
2021-07
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Mecánica Mención Manufactura
Abstract
The present research work focuses on the development of a hybrid system, which
increased the surface quality of the machined material; CO2 was used for the cryogenic
fluid and the MQL system with biodegradable oil Unist Coolube 2210 EP with TiO2
nano particles as additive for the spray lubrication. The system was evaluated using an
experimental methodology applying a design of experiments of 8 runs where it was
proposed to run the experiments with cutting speeds of 235 and 195 m/min and feeds
of 0.1 and 0.2 mm/rev using a cutting tool, a sintered carbide insert CNMG120408 in
a material applicable in the Ecuadorian industry such as API L80 steel pipes with an
outer diameter of 3.5 inches. For the measurement of the surface finish, a measuring
instrument, the Mitutoyo SJ-210 roughness meter, was used, while for the
measurement of the cutting tool flank wear, the VB life criterion equal to 300
micrometers in zone B of the insert established by the ISO3685 standard was evaluated
with the help of SEM scanning microscopy. The results obtained were favorable since
an increase in the cutting tool life of up to 40 percent was obtained, while in the surface
finish minimum Ra roughness of 0.4 micrometers was achieved; therefore, it was
possible to establish that the proposed system is efficient in this machining process.
Description
El presente trabajo investigativo se enfoca en el desarrollo de un sistema híbrido, que
aumentó la calidad superficial del material mecanizado; se empleó CO2 para el fluido
criogénico y el sistema MQL con aceite biodegradable Unist Coolube 2210 EP con
nano partículas de TiO2 como aditivo para la lubricación pulverizada. El sistema se
evaluó empleando una metodología experimental aplicando un diseño de experimentos
de 8 corridas en donde se propuso ejecutar los experimentos con velocidades de corte
de 235 y 195 m/min y avances de 0,1 y 0,2 mm/rev utilizando una herramienta de
corte, un inserto de carburo sinterizado CNMG120408 en un material aplicable en la
industria ecuatoriana como es, las tuberías de acero API L80 con diámetro exterior de
3.5 pulgadas. Para la medición del acabado superficial se empleó un instrumento de
medición, el Rugosímetro Mitutoyo SJ-210, mientras que para la medición del
desgaste del flanco de la herramienta de corte se evaluó el criterio de vida útil VB igual
a 300 micrómetros en la zona B del inserto establecido por la norma ISO3685 con la
ayuda de microscopía de barrido SEM. Los resultados obtenidos fueron favorables
puesto que se obtuvo un aumento de la vida útil de la herramienta de corte de hasta el
40 por ciento, mientras que en el acabado superficial se alcanzaron rugosidades Ra
mínimas de 0,4 micrómetros; por lo que se pudo establecer que el sistema propuesto
es eficiente en este proceso de mecanizado.
Keywords
VIRUTA TORNEADO, SISTEMA HÍBRIDO, RUGOSIDAD, LUBRICACIÓN PULVERIZADA, HERRAMIENTA DE CORTE, ACABADO SUPERFICIAL, NANOFLUÍDO, FLUÍDO CRIOGÉNICO