Estudio, modelización y optimización de la variabilidad de la rugosidad en procesos de semiacabado de Honing

Abstract

El honing o bruñido de interiores es un proceso de mecanizado usado habitualmente para mejorar el acabado superficial de las piezas, por lo que la herramienta empleada es del tipo abrasivo, en concreto una piedra. Al contrario de otras herramientas de corte donde el filo está definido, las piedras contienen una gran cantidad de aristas de corte, correspondientes a los diferentes granos de abrasivo. Es conocido que la variabilidad de la rugosidad obtenida en procesos de mecanizado con abrasivos suele ser elevada. Por otra parte, en trabajos anteriores se había observado que la rugosidad obtenida en procesos de honing depende de distintos parámetros como el tamaño de grano del abrasivo, la estructura de la piedra abrasiva, las velocidades lineal y tangencial del cabezal donde se fijan las piedras o la presión que realizan las piedras sobre la superficie de las piezas, entre otros. En este trabajo se ha estudiado y modelizado la desviación tipo de diferentes parámetros de rugosidad de piezas mecanizadas mediante honing de semiacabado en función de las distintas variables del proceso. Con el fin de obtener los modelos matemáticos, se han llevado a cabo ensayos experimentales en dos tipos de máquinas distintas: una de ensayos y una industrial, siguiendo para ello la metodología del diseño de experimentos y la superficie de respuesta. Puesto que el tipo de modelo que se ajustase mejor a los datos experimentales se desconocía a priori, se han utilizado varios tipos de modelos: polinómicos, exponenciales y otros. Mediante el análisis de los coeficientes de dichos modelos se han contrastado hipótesis y se han determinado los términos de cada uno de los modelos que son significativos. Una vez obtenidos los modelos matemáticos, se ha procedido a su optimización, con el fin de determinar los valores de las diferentes variables que minimizan la variabilidad de cada uno de los parámetros de rugosidad por separado y también de varios parámetros de rugosidad simultáneamente. Posteriormente, dado que la variabilidad del proceso puede ser debida al propio proceso, a los equipos de medición empleados o a los operarios, en este trabajo también se ha analizado el sistema de medición con el fin de determinar la contribución de distintos factores a la variabilidad del proceso de medición de la rugosidad. En concreto, se realizaron mediciones de rugosidad de dos réplicas distintas del mismo experimento, en dos rugosímetros diferentes y por dos personas. Por otra parte, también se ha tenido en cuenta el impacto ambiental del proyecto, así como un presupuesto del mismo.