Efecto del método de suministro del fluido de corte en la integridad de superficie en el fresado frontal de la aleación de aluminio 7075

Abstract

Se realizó un estudio experimental sobre el efecto de tres técnicas de suministro del fluido de corte (maquinado en seco, externo por chorro, internamente a través de la herramienta de corte) en la superficie resultante del proceso de fresado frontal sobre la aleación de aluminio AA7075. Se estudió el efecto sobre la rugosidad de superficie, y se identificó que los parámetros de rugosidad Rt, Rz y Rmax son los más sensibles al método de suministro del fluido de corte. También, se realizó un análisis morfológico de las superficies maquinadas mediante microscopía electrónica de barrido, encontrando que la interacción entre el borde de la herramienta y partículas intermetálicas ricas en hierro produjo los defectos de desgarros y adhesión en la superficie maquinada. Por último, se empleó la técnica de difracción de rayos-X, se determinó que las muestras maquinadas empleado los métodos de suministro con fluido de corte tienden a desarrollar esfuerzos residuales a compresión, en contraste, el maquinado en seco desarrollo esfuerzos a tensión. Adicionalmente, se realizó un estudio de transformaciones de fase, se observaron cambios en la microestructura superficial a partir de los análisis a los difractogramas de las muestras maquinadas, estos cambios indican el refinamiento de grano, por ejemplo, las muestras maquinadas con el método interno a alta presión presento un tamaño de grano mayor causado probablemente a la deformación direccional de la superficie maquinada, por otro lado, las muestras maquinadas en seco presentó una posible recristalización por temperatura, que originan tamaños de grano similares a los del material base.

Abstract: This thesis presents an explanation of the effect of the cutting fluid supply method on the surface integrity, in the front milling process in the 7075 aluminum alloy. This study was addressed based on the analysis of the surface roughness and the surface microstructure. To do this, an experimental block design was proposed, in order to compare the effect of three cutting fluid supply methods on the surface roughness, from the DBCA, a specimen was designed under the parameters established in the experimental model, additionally, the design process considered the assembly possibilities of the HARTFORT SMC-5 machining center of the laboratory of machines and tools of the National University, guaranteeing a precise and rigid clamping of the raw material. The manufacturing plan was designed taking into account product and process engineering criteria; was simulated, before running it on the real machine. Samples were extracted from the surfaces of the machined test part by means of the wire electrical discharge machining process. These, first, the surface morphology was evaluated by means of the scanning electron microscopy, finding a series of superficial defects characteristic of each method used. | The second analysis was through an ANOVA (analysis of variance) evaluating the influence of the method of supply of cutting fluid on the surface quality. The results of the experimental design showed that the cutting fluid factor was not statistically significant on the surface roughness. To validate this result, the validation of the statistical assumptions was performed through a graphical analysis and statistical tests to approve the suitability of the selected experimental model. Finally, a study of x-ray diffraction was carried out in order to study the microstructure of the machined surface. In a study of phases, it was possible to demonstrate that the method of supply of cutting fluid causes partial changes in the surface and subsurface of the material, these changes are mainly due to an increase in temperature that causes the partial change.