Evaluación del desgaste de las herramientas de corte y acabado superficial en el torneado del acero inoxidable AISI 304 mediante lubricación hibrida CO2 + NANO TiO2
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Date
2020-08
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The present research focused on studying the influence of a hybrid lubrication
method, which involves the use of cryogenic CO2 and a minimum lubricant
quantity (MQL) system combined with titanium dioxide nanoparticles on the
surface finish of elements automatically processes of turning, and flank wear of
cutting tools, the evaluation was carried out in a finishing process on a conventional
lathe, however, the proposed lubrication and cooling method can also be handled
on CNC lathes.
To analyze the analyzes, tungsten carbide inserts with a single tip radius established
at 0.8 mm were used, the machining parameters to be varied were the cutting speed
and feed, the recommended values and the maximum values of these will be used.
two parameters to establish the experimental combinations, as well as the
lubrication method, for half of the combinations it was carried out dry, while for
the rest it was made use of the proposed hybrid refrigeration and lubrication system.
The hybrid lubrication system comprises the use of liquid and gaseous CO2
combined with a minimum lubricant quantity system that uses a nano fluid
composed of a biodegradable vegetable oil mixed with nanoparticles of titanium
dioxide at a concentration of 0.5 per cent by weight , the mixture of cryogenic fluid
and nano fluid was directed towards the part-tool contact area to counteract friction
and lower cutting temperatures.
Standard instruments such as a roughness tester capable of recording surface quality
values Ra and Rz and a scanning electron microscope that detect and measure the
evolution of flank wear of the flanges are used to evaluate the roughness and flank
wear in the different parameter combinations. inserts in a precise manner in
accordance with ISO 3685.
Description
La presente investigación se enfocó en estudiar la influencia de un método de
lubricación híbrida, que involucra el uso de CO2 criogénico y un sistema de mínima
cantidad de lubricante (MQL) combinado con nanopartículas de dióxido de titanio
en el acabado superficial de elementos obtenidos mediante procesos de torneado, y
el desgaste de flanco de las herramientas de corte, la evaluación se llevó a cabo en
un proceso de acabado en un torno convencional, sin embargo, el método de
lubricación y refrigeración propuesto también se puede emplear en tornos CNC.
Para efectuar los análisis se emplearon insertos de carburo de tungsteno de un solo
radio de punta establecido en 0,8 mm, los parámetros de mecanizado a variar fueron
la velocidad de corte y el avance, se utilizaron los valores recomendados y los
valores máximos de estos dos parámetros para establecer las combinaciones
experimentales, así como el método de lubricación, para la mitad de las
combinaciones se realizó en seco, mientras que para el resto se hizo uso del sistema
de refrigeración y lubricación híbrida propuesto.
El sistema de lubricación híbrida comprende el uso de CO2 líquido y gaseoso
combinado con un sistema de mínima cantidad de lubricante que emplea un nano
fluido compuesto de un aceite vegetal biodegradable mezclado con nanopartículas
de dióxido de titanio a una concentración de 0,5 por ciento en peso, la mezcla de
fluido criogénico y nano fluido fue direccionada hacia la zona de contacto pieza herramienta para contrarrestar la fricción y bajar las temperaturas de corte.
Para evaluar la rugosidad y el desgaste de flanco en las distintas combinaciones de
parámetros se usaron instrumentos estándar como un rugosímetro capaz de registrar
valores de calidad superficial Ra y Rz y un microscopio electrónico de barrido que
permitirá observar y medir la evolución del desgaste de flanco de los insertos de
una manera precisa de acuerdo con la norma ISO 3685
Keywords
EVALUACIÓN DEL DESGASTE, HERRAMIENTAS DE CORTE, CO2+NANO TiO2, LUBRICACIÓN HÍBRIDA, ACERO INOXIDABLE, AISI 304, VÁLVULAS ANTIRRETORNO, SISTEMA CRIOGÉNICO