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Modelado y Optimización de la Integridad de Superficie y Resistencia al Desgaste por Deslizamiento de Agujeros Pulidos con Diamante en Líneas de Cilindros de Acero Inoxidable Austenítico

Autores: Duncheva, Galya; Maximov, Jordan; Anchev, Angel; Dunchev, Vladimir; Argirov, Yaroslav; Velkov, Svetlozar

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 11

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este artículo describe una tecnología para el acabado de agujeros en líneas de cilindros de corta longitud para mejorar la resistencia al desgaste. La tecnología se basa en un proceso optimizado de bruñido con diamante (DB). Este último se implementó en tornos convencionales y CNC, fresadoras y centros de mecanizado utilizando un dispositivo de bruñido simple con un haz elástico. El material utilizado en este estudio fue acero inoxidable austenítico AISI 321. Los factores determinantes utilizados fueron el radio del insert de diamante, la fuerza de bruñido y la velocidad de avance. Las funciones objetivo relacionadas con las características de integridad superficial se seleccionaron en función de su importancia funcional en relación con la resistencia al desgaste de la superficie del agujero procesado: parámetros de altura y forma de rugosidad, microdureza superficial y tensiones residuales axiales y circunferenciales en la superficie. Se utilizaron el método de un factor a la vez (utilizado para reducir el espacio de factores), un experimento planificado y análisis de regresión. Las tareas de optimización multiobjetivo, que se definieron para tres valores de radio de insert de diamante de 2, 3 y 4 mm, se resolvieron a través del enfoque de soluciones óptimas de Pareto disponible para un algoritmo genético de clasificación no dominada (NSGA-II). Utilizando los valores óptimos de los factores determinantes seleccionados de los frentes de Pareto, se procesaron las líneas de cilindros. Luego se cortaron muestras de estas líneas de cilindros para pruebas de desgaste por deslizamiento recíproco bajo dos modos: fricción en seco y fricción por lubricación de límite. Además, se cortaron muestras de prueba de desgaste de la línea de cilindro, que se terminó con rectificado tradicional. Luego se utilizó una simulación de elementos finitos para seleccionar una fuerza de presión adecuada. Los resultados obtenidos de las pruebas de desgaste por deslizamiento recíproco bajo ambos regímenes de fricción en seco y por lubricación de límite muestran que para minimizar el desgaste en líneas de cilindros de acero AISI 321, el DB con un insert de diamante de radio 2 mm es el proceso de acabado óptimo.

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