Modelització de la rugositat, la taxa d’arrencament de material i el desgast de l’eina en el procés de desbast de honing

Abstract

El procés de honing o brunyiment d’interiors és un procés de mecanitzat amb abrasius que s’utilitza habitualment per a l’acabament de superfícies cilíndriques com, per exemple, l’interior dels cilindres dels motors de combustió interna. El present projecte de final de carrera consisteix en l’obtenció de models matemàtics per a diferents paràmetres de rugositat, per a la taxa d’arrencament de material i per a la taxa de desgast de l’eina abrasiva, en funció de les principals variables del procés, com ara la mida de gra, la densitat d’abrasiu, les velocitats tangencial i lineal, i la pressió de les pedres sobre la peça, en processos de desbast de honing. En primer lloc, s’ha realitzat una introducció teòrica al procés de honing, des de com s’engloba dintre els processos de mecanitzat fins a l’estat de l’art pel que fa a l’efecte de les variables en les respostes, i que ha servit de punt de partida per al projecte. Posteriorment, s’ha seguit la metodologia de la superfície de resposta, que és un procediment seqüencial, amb l’objectiu final de trobar les condicions òptimes del procés. A partir d’un disseny d’experiments factorial reduït, s’han cercat models matemàtics de primer ordre (lineals) que relacionen les respostes amb les respectives variables d’entrada. Quan aquests models no han estat vàlids s’ha ampliat el disseny amb punts experimentals nous per trobar models d’ordre superior (quadràtics). En el cas que cap dels models trobats hagi estat vàlid, s’ha transformat les respostes mitjançant la metodologia de Box – Cox per trobar aquelles transformacions que permeten aconseguir models vàlids. Una vegada obtinguts tots aquests models s’han optimitzat per tal de trobar el punt òptim de funcionament del procés que ens permeti reduir la rugositat, augmentar la taxa d’arrencament de material, reduir el desgast de la pedra abrasiva, o bé, assolir els tres objectius alhora. Tots aquests models i optimitzacions s’han obtingut mitjançant l’ajuda de software estadístic com MINITAB i DesignExpert. Finalment, s’ha dut a terme un estudi d’impacte ambiental i s’ha calculat el pressupost necessari per a la realització del projecte.