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Tesis:

Influencia del comportamiento de una máquina de cinemática paralela en los procesos de micromecanizado de filo único

  • Autor: FAJARDO PRUNA, Marcelo

  • Título: Influencia del comportamiento de una máquina de cinemática paralela en los procesos de micromecanizado de filo único

  • Fecha: 2018

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES

  • Departamentos: INGENIERIA MECANICA

  • Acceso electrónico: http://oa.upm.es/53128/

  • Director/a 1º: VIZÁN IDOIPE, Antonio

  • Resumen: Este trabajo presenta un novedoso proceso de micromecanizado en el que una herramienta de un solo filo puede cortar secciones de viruta de dimensiones micrométricas, con una formación de viruta adecuada. La base de este proceso consiste en la posibilidad de posicionar la herramienta con 6 grados de libertad en el espacio de trabajo mediante traslaciones y orientaciones en su trayectoria. Para lograr este objetivo, se ha desarrollado una máquina herramienta híbrida que tiene alta rigidez y precisión de posicionamiento suficiente en el extremo de la herramienta para un proceso de micromecanizado. La máquina construida se basa en un dispositivo híbrido compuesto por un mecanismo paralelo 3PRS (prismático-revolución-esférico), una mesa XY y un eje de rotación C. Para estudiar este proceso se ha desarrollado un modelo de corte que considera todos los ángulos del proceso con el fin de determinar la carga a la que estará sometida la estructura de la máquina y estimar su comportamiento mediante el análisis cinemático y dinámico de los mecanismos utilizados. Debido a las restricciones de la máquina herramienta y con la finalidad de fabricar piezas de forma adecuada, se establecen las condiciones que deben cumplir las estrategias de mecanizado. Se han llevado a cabo un elevado número de ensayos experimentales para diversas condiciones de mecanizado a las que esta sujeta la máquina herramienta con el fin de analizar la validez del modelo desarrollado. Se concluye que el modelo de corte propuesto en la máquina herramienta es una alternativa precisa y competitiva a las tecnologías actuales de micromecanizado. ----------ABSTRACT---------- This thesis presents a novel micro-machining process in which a single-edge tool is able to cut chip sections of a micrometric range with a proper chip formation. The basis of this process consists in the translation and orientation of the cutting tool tangent to its trajectory. To achieve this goal an innovative 6 degrees of freedom parallel machine-tool, with high stiffness and enough positioning precision of the tool-tip was developed. The built machine is based on a hybrid device composed by a 3PRS (prismatic-revolution-spherical) parallel mechanism with a linear XY-Stage and a C rotational axis. A cutting model has been established that considers all the angles of the process to determine the load to which the machine will be subjected and thus establishing its deformation. To manufacture a workpiece properly, a machining strategy has been developed considering the geometry of the tool and the kinematic restrictions of the machine-tool. Through the kinematic and dynamic modelling of the machine, it is possible to establish the level of work precision for a given machining strategy. From the tests carried out, it is shown that the proposed parallel machine tool-process is an alternative to micro-milling technologies. A large number of experimental tests have been made under several manufacturing conditions in which the machine tool operates. It is concluded that the proposed cutting model in the hybrid machine tool is a precise and competitive alternative to the actual manufacturing technologies.