ES2684596B2 - Procedimiento y sistema para asegurar que la fijación evite el desplazamiento de la pieza en procesos de mecanizado. - Google Patents

Description

DESCRIPCION

Procedimiento y sistema para asegurar que la fijacion evite el desplazamiento de la pieza en procesos de mecanizado.

Objeto de la invencion

La presente invencion se encuentra dentro de cualquier actividad en la que haya que aplicar fijacion a una pieza, especialmente en el sector industrial de la manufactura. En particular, se considera como objetivo principal de la invencion establecer un metodo para evaluar sistemas de fijacion ante una solicitacion determinada. Por ello, la patente de invencion se refiere a una metodologia para asegurar la aplicacion de los dispositivos de fijacion ante procesos solicitantes, como los procesos de mecanizado.

Antecedentes de la invencion

Los dispositivos de fijacion se pueden clasificar de forma generica en dos tipos:

Sistemas de fijacion convencional: Se trata de dispositivos que realizan la fijacion de elementos mediante algun tipo de restriccion exclusivamente mecanica. Presentan un uso extendido en todo tipo de procesos de transformacion. Sin embargo, frente a los no convencionales, presentan una serie de desventajas que desaconsejan su uso en aplicaciones que requieren gran precision, flexibilidad o reduccion de tiempos no productivos.

Sistemas de fijacion no convencional: Se definen como aquellos dispositivos que realizan la fijacion mediante fuentes de accionamiento de naturaleza diferente a la exclusivamente debida a elementos de restriccion mecanica por contacto. Entre otros, se pueden citar los siguientes:

• Fijacion por vado: la fijacion se produce por la generacion de vado en la interfaz entre pieza y dispositivo de fijacion.

• Fijacion magnetica: La fuerza de fijacion proviene del campo magnetico generado en el dispositivo de fijacion.

• Fijacion mediante adhesivo: se aplica una capa de adhesivo entre la pieza a fijar y el dispositivo de fijacion.

• Fijacion mediante fusion del recubrimiento: Se recubre la pieza con un material de bajo punto de fusion. Al calentarse se funde este recubrimiento de modo que, al solidificar, se produce la fijacion.

La utilizacion de sistemas de fijacion no convencional en el entorno industrial no es del todo eficiente. Para garantizar la seguridad se sobredimensiona la capacidad del dispositivo, o bien, se ejerce la solicitacion por debajo de las especificaciones maximas que los dispositivos ofrecen. Esta ineficiencia en el uso, debida a razones de seguridad, puede mejorarse a traves del conocimiento de los limites reales de estos dispositivos en cada aplicacion, ya que las solicitaciones tambien pueden ser muy variables, en funcion del tipo de operacion y de los componentes del proceso. En general, los sistemas de fijacion no convencional presentan mejores caracteristicas que los de tipo convencional, en cuanto a que permiten incrementar el rendimiento del proceso o la calidad de los productos manufacturados finales. Se pueden citar ciertas caracteristicas que evidencian estas ventajas:

• Mejor accesibilidad: generalmente presentan menor numero de elementos en su realization fisica, lo que permite reducir el numero de superficies sobre las que se ejerce la fijacion.

• Flexibilidad, ausencia de utillaje espetifico: Las realizaciones comerciales de los sistemas de fijacion no convencional pueden llevar a cabo su action de diferentes formas y con diversos materiales, sin necesidad de modificar utillajes o utilizando accesorios simples.

• Reduction de tiempos de preparation, fijacion y liberation o desamarre: La ausencia de cambios de utillaje o de configuration permite la drastica reduccion de los tiempos de preparacion.

• Uniformidad, mayor precision: Los sistemas de fijacion no convencional proporcionan una fuerte fijacion en grandes superficies, lo que provoca que las deformaciones locales sean menores.

Description de la invention

La presente invencion consiste en un procedimiento y sistema para realizar un mejor uso de los dispositivos de fijacion, logrando una mayor eficiencia y aprovechando las mejores propiedades de los no convencionales frente a los convencionales. Esta invencion esta enfocada, principalmente, a la aplicacion de dispositivos de fijacion en procesos productivos tales como los procesos de conformado, principalmente los procesos de mecanizado.

El campo de aplicacion se puede extender a los siguientes ambitos:

• Procesos de conformado en general: La metodologia se puede aplicar a la fijacion de piezas en cualquier tipo de proceso de conformado que la precise.

• Sistemas de fijacion convencional/no convencional: La metodologia descrita se puede aplicar tanto a sistemas de fijacion que utilizan tecnicas consideradas como de tipo convencional, como de tipo no convencional.

La invencion se fundamenta en la existencia de productos comerciales que implementan la fijacion y cuya utilization optima no esta expresamente al alcance del usuario. Gracias a la invencion se puede asegurar el uso de sistemas de fijacion en condiciones adecuadas y optimas para cada aplicacion.

La patente de invencion establece un procedimiento que persigue determinar de forma cuantitativa la aplicabilidad de un sistema de fijacion dado, es decir, permite asegurar que un sistema de fijacion se puede usar en un determinado “proceso solicitante”.

- Se entiende como “proceso solicitante” todo aquel proceso (de conformado, tratamiento, manutencion u otro tipo) que genere sobre la pieza y, consecuentemente, sobre el dispositivo de fijacion que la mantiene inmovilizada, una solicitation mecanica cuya aplicacion traslade a la fijacion a un estado mas cercano al fallo que su estado previo.

- Se entiende por “fallo” al desplazamiento incontrolado de la pieza respecto a la position en la que estaba inmovilizada.

El procedimiento, que establece la presente patente de invencion, comprende una metodologia con las siguientes etapas:

a) Caracterizacion de las especificaciones de los sistemas de fijacion, mediante tecnicas de valoracion de las solicitaciones maximas de fijacion, asi como las variables que influyen sobre estas.

b) Estimacion y simulacion de las solicitaciones ejercidas sobre el sistema pieza-dispositivo de fijacion.

c) Establecimiento del criterio de fallo del sistema de fijacion, mediante la comparacion de los datos obtenidos en las etapas anteriores y la definition de un factor de seguridad (fds) que cuantifica si se produce, o no, el fallo, y la proximidad de que suceda. El criterio garantiza la correcta fijacion de la pieza en una operation de mecanizado y sistema de fijacion dados.

En una realization preferente, la caracterizacion de las especificaciones del sistema de fijacion consiste en la determination de las capacidades de fijacion maximas del sistema, mediante el uso de instrumentos de medida. Para caracterizar la fijacion, es decir, para establecer sus limites de funcionamiento real en una aplicacion, se ejerce gradualmente una fuerza sobre un determinado material de control que es inmovilizado por el sistema de fijacion hasta que se produce el fallo. El fallo se produce al moverse la pieza un desplazamiento mmimo, prefijado, que el dispositivo de medicion debe apreciar gracias a su division de escala y correcta utilization. La election de material y componentes dependera de cada caso y se tendran en cuenta, para ajustar la respetabilidad y reproducibilidad de los ensayos, las variables que pueden hacer variar la fuerza maxima resultante sobre la interfaz entre pieza y dispositivo de fijacion.

En una realizacion preferente, la estimacion de las solicitaciones ejercidas sobre el sistema de fijacion, comprende el modelado geometrico, la representation analrtica y la simulacion mediante computador del comportamiento de las fuerzas generadas por el proceso solicitante.

En una realizacion preferente, para evaluar el criterio de fallo del sistema de fijacion se determina un factor de seguridad (fds), parametro numerico que permite al usuario decidir si debe aplicar o no el sistema de fijacion y con que seguridad puede hacerlo. Es decir, el fds permite establecer un criterio de ayuda a la toma de decision del usuario para determinar si el sistema de fijacion es aceptable, o no, y, por tanto, definir la aplicabilidad del mismo en un determinado proceso. Ademas, dicho factor, indica de forma cuantitativa la capacidad de uso de esa fijacion para un proceso dado, englobando las diversas variables que influyen sobre este.

Para obtener el fds, se debe realizar una comparacion de las especificaciones maximas caracterizadas del sistema de fijacion, obtenidas en la etapa a), con las solicitaciones estimadas debidas al proceso, valoradas en la etapa b).

El fds cuantifica la proximidad del fallo, definiendose a traves de la siguiente ecuacion:

_{fds —} Z Momentos F . _{interiores __} M _{_} (F _{' n} . _t ) _'

Z Momento s Fohcifanf3s M '(F s o ) l/

Donde:

• Z M (Finf), Momento de las fuerzas interiores: Momento que crea el sistema de fijacion, mesa magnetica para una realizacion preferente de la invention, como reaction a las fuerzas generadas por el proceso solicitante. De magnitud constante, viene determinada por la caracterizacion de la fuerza maxima del sistema de fijacion, que se realiza en la etapa a) de la metodologia objeto de la patente de invencion.

• M (Fsol), Momento de las fuerzas solicitantes: Momento producido por las fuerzas debidas a la accion solicitante del proceso. En una realization preferente de la invention es la suma de los momentos creados por cada filo de corte de una fresa, en una operation de planeado/ranurado. La magnitud de las fuerzas de corte es obtenida en la etapa b) de la metodologia objeto de la presente patente de invencion.

Otro aspecto de la presente invencion, es un sistema para asegurar que la fijacion evite el desplazamiento de la pieza en procesos de mecanizado empleado para la captation de las especificaciones de la etapa a) del procedimiento de la patente, que comprende los siguientes elementos:

- un medio de fijacion (3), para esta realizacion preferente es una mesa magnetica constituida por polos magneticos (2) y situada sobre la mesa (1) de una maquinaherramienta.

- una pieza (4) cuadrada centrada respecto a los polos de la mesa magnetica (3) y fijada por esta que va a recibir las solicitaciones del ensayo.

- una celula de carga (10) para medir la fuerza que se le esta aplicando a la pieza (4) apoyada sobre unos elementos de sujecion que consisten en dos soportes (11) que reciben y transmiten las solicitaciones.

- un elemento de medicion del desplazamiento (7) de la pieza (4) respecto a la mesa magnetica (3) con su vastago-palpador (9) y soporte (8) correspondientes.

- y un elemento de empuje que se utiliza para ejercer la fuerza hasta la maxima que la mesa magnetica (3) puede soportar en la direction y sentido indicada en la figura 1 y siempre ejercida paralela al plano de las mesas (1, 3), y que comprende a su vez un conjunto de elementos que consiste en una escuadra de soporte (5), una tuerca (12) soldada a la escuadra (5) y un husillo (13) que por medio del giro de una manivela (6) suministra la fuerza para producir el fallo del sistema de fijacion.

En una realizacion preferente, el husillo puede ser accionado mecanicamente, hidraulicamente, electricamente o de cualquier otra forma.

En otra realizacion preferente, el elemento de medicion de desplazamiento puede ser reloj comparador, sistemas laser, dispositivos fotoelectricos, sistemas de vision artificial, galgas extensiometricas o cualquier otro tipo de dispositivo que permita la medicion del desplazamiento.

El procedimiento y sistema que establece esta patente de invencion puede aplicarse a cualquier sistema de fijacion: mecanicos, magneticos, neumaticos, adhesivos, o de cualquier otro tipo. Puede aplicarse a cualquier tipo de proceso solicitante y sobre cualquier material. Es un procedimiento versatil, generado a partir de la aplicacion de las ecuaciones de la estatica y la estimacion de las solicitaciones de un proceso.

Breve description de los dibujos

Para complementar la descripcion realizada se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de figuras donde se representa, con caracter ilustrativo y no limitativo, una realizacion preferente que sera descrita en el siguiente apartado.

Figura 1.- Muestra una vista del dispositivo de aplicacion de fuerza para la caracterizacion del sistema de fijacion de una aplicacion preferente de acuerdo con la presente invencion. Donde: 1. Mesa soporte de la maquina-herramienta

2. Polo magnetico del dispositivo de fijacion

3. Medio de fijacion: mesa magnetica

4. Pieza de trabajo

5. Escuadra de soporte del elemento de empuje

6. Manivela de accionamiento del elemento de empuje

7. Elemento de medicion del desplazamiento de la pieza (en este caso corresponde a un reloj comparador)

8. Soporte del elemento de medicion del desplazamiento de la pieza

9. Vastago-palpador del elemento de medicion del desplazamiento

10. Celula de carga

11. Soportes de la celula de carga

12. Tuerca del elemento de empuje

13. Husillo del elemento de empuje

Figuras 2 y 3. Description geometrica de un proceso solicitante de tipo mecanizado con herramienta rotativa: fresado-ranurado. Donde el angulo de position de la herramienta es a , la profundidad de corte es ap, el espesor de la viruta es h, el avance por diente de la fresa es fz y el ancho de la viruta es y.

Figura 4. Representation en planta de una realization preferente del proceso solicitante de tipo fresado: ranurado, con una herramienta de diametro D, y angulo de posicion de la herramienta de 90°, donde d es la posicion angular de un filo de corte.

Figura 5. Representacion en planta de la misma realizacion preferente del proceso solicitante de tipo fresado-ranurado, en la que aparecen las fuerzas actuantes sobre la pieza debidas a un filo situado en la posicion angular d , siendo Ft y Fr las fuerzas ejercidas por ese filo en la direction tangencial y radial, respectivamente, y Fx y Fy sus proyecciones sobre los ejes X e Y Lx y Ly son las dimensiones de la pieza medidas en ambos ejes.

Figura 6. Grafico en el que se representan segun unos ejes cartesianos. Segun el eje de abscisas: el angulo recorrido por la fresa en su giro. Segun el eje de ordenadas el sumatorio de las solicitaciones consideradas en cada ecuacion de la estatica, tanto para Fuerzas como para los Momentos. Donde:

1 y 2.- representan el valor que toma el sumatorio de las Fuerzas solicitantes de los filos de corte sobre los ejes X e Y, respectivamente.

3.- representa el sumatorio de los momentos, respecto a un punto de referencia, en este caso G, debidos a las fuerzas solicitantes dadas por las curvas 1 y 2.

4. - representa el sumatorio de Momentos de las fuerzas interiores o fuerzas debidas a la reaccion del plato magnetico en las direcciones X e Y, supuestas concentradas en el centro de la pieza debida a la posicion centrada de la pieza respecto a los polos de la mesa magnetica.

5 y 6.- representan los valores de las fuerzas interiores sobre X e Y en el centro de la pieza.

Realizacion preferente de la invencion

Para una mejor comprension de la presente invencion, se exponen a continuation una realizacion preferente de la invencion, que se muestra en las figuras 1 a 6, que deben entenderse sin caracter limitativo del alcance de la invencion.

De acuerdo con una realizacion preferente de la invencion, se refiere a un procedimiento para asegurar que la fijacion evite el desplazamiento en operaciones donde existan procesos solicitantes que comprende tres etapas: caracterizar las especificaciones de los sistemas de fijacion, modelar las fuerzas del proceso solicitante y determinar la aplicabilidad a traves de un factor de seguridad.

Caracterizacion de las especificaciones del sistema de fijacion

Para realizar la adquisicion, el registro del desplazamiento y la fuerza aplicada sobre la interfaz pieza-fijacion se usa un microcontrolador que esta conectado a un PC, donde se registran las experiencias realizadas. La solicitation aplicada se registra en todo momento, asi como el desplazamiento, para poder caracterizar el fallo en la fijacion.

De acuerdo con una realizacion preferente de la invencion, para la adquisicion de las experiencias realizadas se ha empleado un sistema caracterizacion del dispositivo de fijacion (figura 1) que comprende:

- Un medio de fijacion (3), para esta realizacion preferente es una mesa magnetica constituida por polos magneticos (2) y situada sobre la mesa (1) de una maquinaherramienta.

- Una pieza (4) cuadrada centrada respecto a los polos de la mesa magnetica (3) y fijada por esta que va a recibir las solicitaciones del ensayo, una celula de carga (10) para medir la fuerza que se le esta aplicando a la pieza (4) apoyada sobre unos elementos de sujecion que consisten en dos soportes (11) que reciben y transmiten las solicitaciones.

- Un elemento de medicion del desplazamiento de la pieza (4) respecto a la mesa magnetica (3), que en esta realizacion preferente es un reloj comparador (7), con su vastago-palpador (9) y soporte (8) correspondientes.

- Un elemento de empuje que se utiliza para ejercer la fuerza hasta la maxima que la mesa magnetica (3) puede soportar en la direction y sentido indicada en la figura 1 y siempre ejercida paralela al plano de las mesas (1, 3), y que comprende a su vez una escuadra de soporte (5), una tuerca (12) soldada a la escuadra (5) y un husillo (13) que por medio del giro de una manivela (6) suministra la fuerza para producir el fallo del sistema de fijacion.

Modelado de las solicitaciones

La operation que suministra las fuerzas en la realizacion preferente de esta invencion es un proceso de mecanizado de tipo fresado, en concreto una operacion de planeado y/o ranurado (Figuras 3, 4 y 5). El modelado o estimacion de las solicitaciones comprende a su vez 2 fases: analrtica y simulacion.

1. Fase analrtica: se realiza la estimacion de las fuerzas que se producen durante el fresado, mediante el uso de valores conocidos de la presion espedfica de corte del material, por ejemplo, los obtenidos en el que aparece en el grafico del catalogo de herramientas de corte de la marca Sandvik Coromant (Referencia de la publicacion interna de la empresa C-2900:15 SPA/01 © AB Sandvik Coromant 2015), que permite calcular la fuerza tangencial en cada instante del corte.

2. Fase simulacion: permite establecer correlaciones entre el cociente de la fuerza radial y

la fuerza tangencial ^{F /} = Kr y el espesor medio de viruta (h), para de esta forma

poder valorar la fuerza radial en cada instante y quede completado el modelado de las fuerzas solicitantes.

Determinacion de la aplicabilidad

El fallo de la fijacion se produce en el instante en que la pieza comienza a deslizar sobre la superficie de la mesa magnetica. Para identificar cuando se produce el fallo se aplican las condiciones de la estatica a un solido rigido que es la pieza que se esta mecanizando. Si se cumplen las ecuaciones de la estatica se asegura que la pieza no se movera y, por tanto, no se producira fallo en la fijacion mientras el sumatorio de fuerzas y de momentos sea igual a 0.

El sumatorio de fuerzas sobre los ejes Xe Y sera la suma de descomposiciones de las fuerzas tangencial y radial sobre cada sistema de coordenadas local (en cada diente de corte de la fresa). A estas fuerzas les sera redproca el valor maximo que pueden tomar las reacciones ejercidas por la mesa magnetica.

Donde:

• Fti en N, fuerza tangencial del filo i.

• F„ en N, fuerza tangencial del filo i.

• Fmx, Fmy, F mm ax en N, fuerza de reaccion de la mesa caracterizada en la fase de especificacion del sistema de fijacion y supuesta centrada en el centro geometrico de la pieza.

• Los subrndices x e y hacen referencia a las proyecciones de las fuerzas sobre los ejes X e Y.

• El subrndice i se refiere a cada uno de los dientes que estan actuando.

• 0., en grados, indica la posicion de cada diente respecto del punto donde entra a cortar (figuras 4 y 5).

Considerando un angulo de posicion del filo (a) de 90°, segun las figuras 2 y 3, estas fuerzas, tangencial y radial, se calcularan respectivamente segun las siguientes ecuaciones:

Donde:

- kc1, en N/mm2, es la presion espedfica de corte para el material utilizado y el espesor de viruta (hm) de la operacion que aparece en el grafico del catalogo de herramientas de corte de la marca Sandvik Coromant (Referencia de la publicacion interna de la empresa C-2900:15 SPA/01 © AB Sandvik Coromant 2015).

- ap, en mm, profundidad de pasada o encaje axial de la operacion de fresado, tal como se muestra en las figuras 2 y 3.

- mc, dato de la pendiente de la recta que aparece en el grafico del catalogo de herramientas de corte de la marca Sandvik Coromant (Referencia de la publicacion interna de la empresa C-2900:15 SPA/01 © AB Sandvik Coromant 2015).

- Y0 en grados, es el angulo de desprendimiento de corte ortogonal, es decir el angulo medido en el plano perpendicular al filo de corte entre la cara de la herramienta y la perpendicular a la velocidad de corte o perpendicular a la mesa de trabajo. Para la realization preferente se toma y0 = 0°.

Para establecer el criterio al aplicar la ecuacion de Z M = 0 debemos contemplar la situation mas desfavorable. Para ello, se deben tomar momentos respecto del punto mas alejado del lugar donde el diente esta realizando el corte. Este punto seria el primero sobre el que dejarian de cumplirse las ecuaciones de la estatica y, por tanto, marcaria el inicio del fallo de la fijacion de la pieza. Es decir, el punto G de la figura 5 seria el primero en el que dejase de cumplirse el equilibrio, dado que:

• Suponemos que la mesa magnetica ofrece fuerzas uniformes en todas las posiciones y, por tanto, puede contrarrestar igual momento en todos los puntos de su superficie.

• En G, el momento de las fuerzas ejercidas por el corte es el maximo porque asi lo es el brazo de cada fuerza en las que se descomponen las solicitaciones del corte en los ejes del plano de la mesa (figura 5).

En los restantes puntos, los brazos son menores y, por tanto, la ocurrencia del fallo queda definida por el instante en que no se cumple la ecuacion Z M = 0 en el punto G.

De este modo, la ecuacion suma de momentos quedaria como sigue:

Donde:

- F mm ax en N, es la fuerza maxima que es capaz de comunicar la mesa a la pieza, caracterizada en la etapa a) de la metodologia de la presente patente de invencion en su realizacion preferente.

- Lx y Ly son las dimensiones de la pieza en las correspondientes direcciones.

x e y son las coordenadas del centro de la fresa respecto al punto de referencia que es una de las esquinas de la pieza, en nuestro caso el punto G, y D es el diametro de la fresa. Los subrndices que indican los dientes de la fresa que estan cortando en cada momento se han omitido en las figuras 4 y 5 para simplificar la notacion en las figuras.

El criterio de aplicabilidad de la realizacion preferida precisa, por tanto, la caracterizacion de la mesa a traves de la determinacion de F mm ax , que procede de una determinada combinacion de dispositivo/material/calidad superficial, asi como de la valoracion de las presiones espedficas de corte y de las consideraciones geometricas de pieza y herramienta.

Por todo ello, para establecer el criterio de fallo podemos reducir la complejidad del problema si se determina cual de las tres ecuaciones deja de cumplirse primero y, por tanto, configura el mas restrictivo de los limites. Para ello, se representan graficamente los valores obtenidos para las tres ecuaciones y los limites correspondientes a cada una (Figura 6).

Para obtener el criterio de fallo en la realizacion preferida se aplican los siguientes parametros tecnologicos de mecanizado:

Material pieza: Acero AISIH13 de la marca Uddeholm templado a 52HRC.

Fresa. Sandvik R828.2-100-30. Angulo de desprendimiento efectivo 0°.

Plaquita. Sandvik TPKN 2204PDR 4230, totalmente lisa por la cara de desprendimiento.

Se calculan primero las fuerzas y momentos de cada diente haciendo variar el angulo de posicion del mismo y finalmente se suman estos valores para todos los dientes que esten cortando. En el caso de la realization preferente se toma como referencia una pasada de planeado/ranurado a lo largo del eje Y de la maquina en su sentido positivo (Figura 4).

En la grafica (Figura 6), se representan los valores que toman las restricciones de la estatica para una realizacion preferente de la patente. Analizando la figura se comprueba que es obvio que la que esta mas cerca de dejar de cumplirse es la condition de I M = 0, ya que la curva del sumatorio de momentos de las fuerzas solicitantes esta cerca de la de los momentos debidos a las fuerzas interiores de la mesa magnetica que cualquiera de los sumatorio de fuerzas. Por lo tanto, solo se debe revisar el cumplimiento de la condicion I M = 0.

Con los datos obtenidos para esta realizacion preferente, se puede establecer un criterio de ayuda a la toma de decision del usuario para determinar si la fijacion es finalmente aceptable o no y, por tanto, definir la aplicabilidad del sistema en un determinado proceso, basandonos en un factor de seguridad (fds).

Este factor cuantifica la proximidad del fallo y se define por la siguiente ecuacion:

Donde:

- Momento de las fuerzas solicitantes, M (Fsnl): Momento producido por las fuerzas debidas a la action solicitante del proceso de arranque de viruta, situadas en cada diente.

- Momento de las fuerzas interiores, M (Fn): Momento que crea la mesa magnetica en contra de las solicitaciones que produce el proceso de arranque de viruta. Posee magnitud constante debido a la fuerza maxima que puede soportar la mesa magnetica, caracterizada previamente.

De este modo, el factor de seguridad (fds) varia en torno a la unidad, definiendo tres zonas de operation para la fijacion, que constituyen el criterio de aplicabilidad.

A continuation, se lleva a cabo, para la realizacion preferida, la validation de las previsiones efectuadas en virtud del criterio desarrollado realizando una serie de experiencias practicas.

Asi mismo, en funcion de la validacion, se establece un valor orientativo para el fds adicional, si bien el usuario puede definir otro en funcion de sus necesidades pero que en ningun caso puede ser inferior al fds que identifica la zona de operacion optima de la mesa magnetica, que en el caso de la realization preferida es del orden de 1.2-1.3. Eventualmente, y a criterio del usuario, se puede anadir un margen mas amplio para mayor seguridad optando por condiciones que limitan la exigencia solicitante y que, por tanto, afectaran al objetivo de la patente de invention que aqu se presenta que no es otro que el de maximizar el rendimiento general del proceso solicitante.

El modelo de determination de la aplicabilidad es valido tanto para definir si un equipo de fijacion puede llevar a cabo una operacion dada, como para determinar cuales son las condiciones de corte mas exigentes que permiten aplicar el sistema de fijacion.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para asegurar que la fijacion evite el desplazamiento de la pieza en procesos de mecanizado, que comprende al menos las siguientes etapas:

a) Caracterizar las especificaciones de los sistemas de fijacion, mediante tecnicas de modelado de las especificaciones maximas de fijacion, as^ como las variables que las definen.

b) Estimar y simular las solicitaciones ejercidas sobre el sistema dispositivo de fijacionpieza.

c) Definir un criterio de fallo del sistema de fijacion mediante la comparacion de los datos obtenidos en las etapas anteriores y la definition de un factor de seguridad (fds), cuantifique la proximidad del fallo para garantizar una fijacion adecuada a la pieza, operation de mecanizado y sistema de fijacion dados.

2. Procedimiento segun reivindicacion 1, caracterizado porque las tecnicas de modelado de las especificaciones maximas de fijacion en la etapa a) comprende establecer los limites de funcionamiento del dispositivo y que dependera del material, componente y forma del ensayo a realizar, asi como la adquisicion de todas las variables de influencia tales como los valores de la fuerza de desamarre que varian la fuerza maxima resultante sobre la interfaz pieza y dispositivo de fijacion.

3. Procedimiento segun reivindicacion 2, donde la adquisicion de datos de los valores de la fuerza de desamarre, esta caracterizado por la utilization de un microcontrolador que recogera y transmitira los datos a un ordenador para llevar un registro de las experiencias.

4. Procedimiento segun reivindicacion 1, caracterizado porque la estimation de las solicitaciones sobre el dispositivo de fijacion y la pieza en la etapa b), debidas al proceso de mecanizado, comprende a su vez, dos fases:

- Una fase analrtica que consiste en realizar el calculo de las fuerzas que se producen durante el mecanizado, mediante el uso de valores conocidos de la presion espedfica de corte del material para calcular la fuerza tangencial en cada instante del corte.

- Una fase de simulation de experiencias de mecanizado para obtener valores del cociente Kr = Fr/ Ft, entre la fuerza radial Fr y la fuerza tangencial Ft y el espesor medio de viruta h, para estimar la fuerza radial, Fr, en cada instante y, consecuentemente, modelar de forma completa las fuerzas del proceso de arranque de viruta.

5. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la definicion del criterio de fallo del sistema de fijacion y definicion del factor de seguridad (fds) en la etapa c), comprende un criterio de ayuda al usuario para definir la aplicabilidad de un sistema de fijacion en un determinado proceso de mecanizado. Para obtener (fds) se realiza una comparacion de las especificaciones maximas del sistema de fijacion obtenidas en la etapa a) con las solicitaciones estimadas en la etapa b) cuantificando la proximidad del fallo, definiendose a traves de la siguiente ecuacion:

Donde M (Fso) es el momento de las fuerzas solicitantes y M (Fln) el momento de las fuerzas interiores.

6. Procedimiento segun reivindicacion 5, caracterizado porque el valor fds varia en un rango entre:

> 1 s i M[F M) > M F s J zona segura

fds < = 1 s i M F lnt) = M F so/) zona intermedia>

<1 s i M F nt) < M F so) zona segura .

Definiendo tres zonas de operation para asegurar la fijacion que constituye el criterio de aplicabilidad.

7. Sistema para asegurar que la fijacion evite el desplazamiento de la pieza en procesos de mecanizado, segun las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende los siguientes elementos:

- un medio de fijacion (3), para esta realization preferente es una mesa magnetica constituida por polos magneticos (2) y situada sobre la mesa (1) de una maquinaherramienta.

- una pieza (4) cuadrada centrada respecto a los polos de la mesa magnetica (3) y fijada por esta que va a recibir las solicitaciones del ensayo.

- una celula de carga (10) para medir la fuerza que se le esta aplicando a la pieza (4) apoyada sobre unos elementos de sujecion que consisten en dos soportes (11) que reciben y transmiten las solicitaciones.

- un elemento de medicion del desplazamiento (7) de la pieza (4) respecto a la mesa magnetica (3) con su vastago (9) y soporte (8) correspondientes.

- y un elemento de empuje que se utiliza para ejercer la fuerza hasta la maxima que la mesa magnetica (3) puede soportar en la direction y sentido indicada en la figura 1 y siempre ejercida paralela al plano de las mesas (1, 3), y que comprende a su vez un conjunto de elementos que consiste en una escuadra de soporte (5), una tuerca (12) soldada a la escuadra (5) y un husillo (13) que por medio del giro de una manivela (6) suministra la fuerza para producir el fallo del sistema de fijacion.

8. Sistema segun reivindicacion 7, donde el husillo (13) esta caracterizado por ser accionado de forma mecanica, hidraulica, electrica o cualquier otro tipo.

9. Sistema segun reivindicacion 7, donde el elemento de medicion de desplazamiento (7) esta caracterizado por estar constituido por un reloj comparador, o bien mediante galgas extensiometricas, sistemas laser, dispositivos fotoelectricos, sistemas de vision artificial, o cualquier otro dispositivo que permita la medicion del desplazamiento.

10. Uso del procedimiento y sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por poder aplicarse a los distintos sistemas de fijacion tales como mecanicos, magneticos, neumaticos, adhesivos, y de cualquier otro tipo.

11. Uso del procedimiento y sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores que extiende su aplicacion sobre cualquier tipo de operacion de mecanizado y cualquier proceso solicitante, asi como cualquier tipo, forma y material de herramienta de mecanizado y cualquier tipo, forma y material de pieza.