Optimización del desgaste de la herramienta en una talladora de engranajes CNC utilizando el método Taguchi y análisis de la varianza (ANOVA).

Stanziola Meneses, Luis Alberto (2016) Optimización del desgaste de la herramienta en una talladora de engranajes CNC utilizando el método Taguchi y análisis de la varianza (ANOVA). Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Los estándares de hoy en día exigen que los procesos de maquinado sean cada vez más precisos y de mejor calidad. Variables como el desgaste de la herramienta, la rugosidad superficial y el tiempo de maquinado, son cada vez más estudiados, con la finalidad de obtener procesos más robustos, confiables y económicamente viables. El objetivo de esta investigación, es optimizar, predecir y modelar matemáticamente el comportamiento que tienen los parámetros de funcionamiento de una talladora de engranajes CNC sobre el desgaste de la herramienta, la rugosidad superficial, el tiempo de maquinado y la geometría final del producto. Los parámetros de corte utilizados en este estudio fueron la velocidad de corte, el avance radial inicial, el avance radial final y la velocidad de generación. La metodología utilizada para el análisis fue el método Taguchi y el análisis de la varianza, ambas herramientas estadísticas, comúnmente utilizadas para la optimización de procesos y productos. La medición del desgaste de la herramienta se hizo por medio de un microscopio estéreo, utilizando la técnica conocida como estereoscopía. Mientras, la geometría final y las rugosidades superficiales se obtuvieron mediante un sistema de medición por coordenadas. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios, se logró establecer por medio de una regresión lineal las ecuaciones matemáticas que predicen el comportamiento de las variables de salida, con una buena aproximación. A su vez, se logró determinar el porcentaje de contribución que tiene cada parámetro de funcionamiento sobre el desgaste de la herramienta, la rugosidad superficial, el tiempo de maquinado y la geometría final de la pieza. También, se obtuvieron los parámetros óptimos de funcionamiento para disminuir el efecto de cada una de las respuestas. El método Taguchi y el análisis de la varianza proveen una metodología eficiente para la optimización de parámetros de corte, con menos efectos de los que serían necesarios con otros métodos de optimización. Esta metodología también disminuye el número de pruebas experimentales, por lo tanto, existe una reducción de costos y de tiempo en cualquier proyecto. La experimentación fue realizada bajo condiciones específicas de velocidades de corte, avances radiales y velocidades de generación, y aunque los resultados arrojados en el desarrollo de las mediciones proporcionan una visión general del comportamiento del desgaste de herramienta, la rugosidad superficial, el tiempo de maquinado y la geometría del engranaje, esto no significa que siempre se presente el mismo comportamiento. Para esto se sugiere la realización posterior de experimentos, en los que se varíen más parámetros involucrados, como el tipo de herramienta, de maquinado, y lubricante. Para una optimización completa de todo el proceso se aconseja utilizar algunas de las técnicas de optimización multi-objetivo utilizadas en la actualidad, como los algoritmos genéticos o las redes neuronales.

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