Mejora de las técnicas de maquinado | Polytec

El vibrómetro láser sin el acelerómetro adjunto captura dos modos fundamentales de vibración con valores pico de 1105 Hz y 1722 Hz. Sin embargo, las mediciones realizadas con el acelerómetro muestran los mismos modos dinámicos pero con valores pico de 580 Hz y 1366 Hz. Estas diferencias en los FRF registrados se observaron en las pruebas experimentales debido al nivel de presión sonora producido por la pieza con la pared delgada. La variación de 525 Hz del valor FRF del primer pico se debe al efecto del peso del acelerómetro.

Para poder verificar estos resultados experimentales, realizamos mediciones usando el LDV con el acelerómetro unido a la pieza de trabajo. Los resultados mostrados en la línea punteada en la figura 1, son los mismos que los registrados por el acelerómetro. Esta prueba experimental confirmó los efectos de la masa de carga del acelerómetro en valores FRF, los cuales no sólo causan la variación en frecuencia en un 48%, sino también cambian considerablemente el amortiguamiento modal del sistema. Además, se esperan cambios en la rigidez calculada. Como era de esperarse, el efecto de la masa del acelerómetro incrementa cada que se remueve 1mm de espesor de la pared de la pieza durante el proceso de maquinado.

A fin de demostrar los efectos de la masa de carga del acelerómetro en la dinámica del proceso de cortado, calculamos los lóbulos de estabilidad utilizando el EMHPM tanto para las mediciones con acelerómetro y con vibrómetro. Los lóbulos de estabilidad mostrados en la figura 2 son generados por una fresa de ½ pulgada de diámetro con dos dientes, un ángulo de hélice de 20° y una profundidad radial de corte de 0,8 mm.

Como se puede observar en la figura 2, la profundidad estable de valores de corte en los lóbulos de estabilidad calculados es fuertemente influenciada por la masa de carga del acelerómetro.

Las mediciones con acelerómetro producen una variación en los lóbulos de estabilidad no sólo en el sentido de rotación el eje, sino también en la dirección de la profundidad axial, a comparación de las mediciones con vibrómetro. Por esta razón se exploran experimentalmente condiciones de corte inestables del LDV. El rayo se apuntó al centro de la parte superior de la pared delgada.

Para una velocidad de giro de 26, 500 rpm, se registraron las máximas variaciones de amplitud de hasta 0,3 m/s (fig. 3), con un comportamiento estable confirmado a través del espectro en frecuencia que corresponde a la frecuencia del instrumento y sus armónicos. Por otra parte, se exploró con respuestas FRF de un LDV, una región límite determinada como inestable por el acelerómetro (fig. 4). En este caso, la amplitud de velocidad a 30,000 rpm alcanzó 0.6 m/s. El dominio de frecuencia exhibe la frecuencia de un “rechinido”.

Conclusión

La figura 5 muestra una comparación entre los parámetros modales obtenidos utilizando el FRF para los datos registrados tanto por el acelerómetro como por el vibrómetro láser. Se puede observar que un acelerómetro de 0.6 gramos unido a la pequeña pieza de trabajo tiene un efecto significativo para mediciones FRF.