Caracterización experimental del desgaste radial de muelas de rectificado con aglomerante vítreo

Resumen

El rectificado supone una de las operaciones de mayor valor añadido en la fabricación de componentes mecánicos. Se trata de una operación de acabado en la que se consiguen tolerancias dimensionales y acabados superficiales que no pueden alcanzarse mediante otros procesos de fabricación. Esta operación permite obtener una excelente vida a fatiga del componente, y es por ello que su presencia es muy importante en componentes de alta tecnología para aeronáutica, automoción, óptica, etc. La herramienta, la muela abrasiva, es un composite que sufre desgaste durante su interacción con la pieza. El desgaste provoca pérdida de tolerancias y de acabado superficial, afectando por tanto a la viabilidad de la operación. Incluso, puede llevar a daños que afecten muy negativamente al comportamiento a fatiga del componente. Dado que la fabricación de la muela abrasiva es muy artesanal, y que el fabricante de la misma no dispone de datos sobre las características mecánicas del abrasivo y del aglomerante, el estudio de los fenómenos de desgaste se basa tradicionalmente en esquemas de prueba-error. Este trabajo es el primer paso para el posterior desarrollo de modelos numéricos y de nuevos ensayos experimentales que permitan caracterizar el comportamiento a fractura de la muela abrasiva como composite. Previamente, es necesario obtener relaciones entre la pérdida de geometría de la muela abrasiva y las fuerzas, energía específica de corte y acabado superficial final de la pieza. En este trabajo se presenta una metodología experimental para la cuantificación del desgaste. Tras describir los ensayos, los mismos se llevan a cabo en una rectificadora industrial sensorizada y utilizando muela abrasiva de alúmina. A continuación se discute la evolución de fuerzas, energía específica de corte y acabado superficial con el desgaste bajo diferentes condiciones de rectificado. Los resultados revelan que no es posible estudiar el comportamiento de fractura de la muela abrasiva si el fenómeno de pérdida de granos abrasivos no está aislado. El desgaste de la muela abrasiva ha aumentado, al incrementar el volumen de pieza rectificado, sin embargo, con las pruebas realizadas, los granos abrasivos no han llegado a desprenderse del aglomerante, por lo que se establecen acciones para poder aislar dicho fenómeno en futuros ensayos. En los ensayos preliminares, a medida que se incrementa la velocidad de avance, la energía específica de corte disminuye y Ra aumenta, en cambio en el desgaste volumétrico no existe una clara tendencia. En los ensayos de caracterización, se puede observar dos tendencias de desgaste de la muela abrasiva. El cambio de tendencia provoca un aumento de la energía específica y de Ra. Estos resultados presentados en este artículo permitirán posteriormente validar los modelos numéricos sobre los que ya se ha empezado a trabajar.