COMPROBACIÓN DEL EXPERIMENTO

Para realizar la comprobación del experimento se empleó la combinación de las variables controlables S3, F1, Z3 y de los factores de ruido I1 y R1, esto debido a que en la tabla 11 esta combinación de variables y factores brindaron el valor de rugosidad más bajo y en dicha tabla no existe la combinación de las variables controlables S3, F1, Z1; además como se muestra en la figura 9 la profundidad de pasada es la variable que menos afecta al valor de la rugosidad. Por otro lado también se escoge la combinación S3, F1, Z3 porque en la tabla 11 ya se tiene el valor de rugosidad con estos parámetros y se puede comparar con los valores que se obtengan en las pruebas de comprobación.

Tabla 26. Resultados de la fase de comprobación.

PRUEBA Ra 1 0,111 2 0,118 3 0,168 4 0,093 5 0,105 6 0,145 7 0,122 8 0,104 9 0,090 10 0,117 11 0,173 12 0,122 13 0,182 14 0,151 15 0,133 Rā 0,129

En la fase de comprobación del experimento se realizaron 15 pruebas con la combinación de variables controlables S3, F1, Z3 y de los factores de ruido I1 y R1, en cada prueba se iban tomando dos valores de rugosidad sobre la probeta y el promedio de estos dos valores es el valor que aparece en la columna de la derecha de la tabla 26, al final de esta columa aparece el valor promedio de rugosidad en las 15 pruebas realizadas, el valor que se había obtenido en la tabla 11 fue de 0,088 µm, mientras que el valor que se obtuvo en la fase de comprobación fue de 0,129

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µm; mientras se realizaban las pruebas se pudo observar que después de la corrida 10 en el centro de mecanizado la viruta comenzó a salir en llamas como se muestra en la imagen 13, y desde ahí los valores de rugosidad medidos eran mucho más elevados, mientras que el promedio hasta la prueba 9 fue de 0,117 µm; aunque este valor no es el indicado ya que se esperaba un valor cercano a 0,088 µm, es un valor bastante bajo en comparación con los valores registrados en la tabla 11.

Para una mejor precisión se realizaron 5 pruebas con la combinación de la tabla 11 que seguía en el orden para obtener el valor más bajo, dicha combinación fue de las variables controlables S2, F1, Z2 y de los factores de ruido I1 y R1, es decir velocidad del husillo 3503 rpm, velocidad de avance 48 mm/min, profundidad de pasada 0,15 mm, insertos nuevos y nivel de refrigerante bajo; con estos valores se obtuvo en la tabla 11 una rugosidad de 0,92 µm mientras que en las 5 pruebas realizada el promedio fue de 0,253 µm lo que indica que efectivamente la combinación S3, F1, Z3 y I1 y R1 brindarán el valor más bajo de rugosidad en la pieza de acero AISI/SAE 1045. En la imagen 14 se puede observar la rugosidad original de la probeta, es decir, son las condiciones en que entrego el material y en la imagen 15 se observa el acabado superficial luego de que se terminará la fase de comprobación.

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Imagen 14. Rugosidad inicial en la probeta.

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9. CONCLUSIONES

 Para obtener los valores iniciales se realizó un análisis en la base de datos de Kennametal. Los valores que se obtuvieron para la herramienta de corte y el material a mecanizar fueron: Velocidad de corte (Vc) 220,13 m/min, velocidad del husillo (n) 3503 rpm, velocidad de avance (F) 210 mm/min y profundidad de 0,15 mm. Los datos que se obtuvieron del fabricante fueron un buen punto de partida para el experimento debido a que con ellos se tuvo una idea clara del camino que debía tomar el experimento, y fueron claves a la hora de emplear el método de Taguchi ya que se consideraron como los niveles medios de las variables controlables y esto dio muy buen resultado ya que las condiciones óptimas se obtuvieron con valores por encima y debajo de estos valores iniciales.

 El diseño de Taguchi es una herramienta bastante útil ya que reduce el número de pruebas a realizar ofreciendo una confiabilidad del 95%, con las combinaciones que ofrece y el análisis de la relación Señal/Ruido se obtienen los valores óptimos para que un producto o proceso se lleve a cabo con menos inversión para obtener mayor beneficio, en el presente estudio el mayor beneficio se puede definir como el valor mínimo de la rugosidad y la menor inversión es la reducción del tiempo de mecanizado y con esto se lleva a una reducción de costos de producción ya que se tienen los parámetros tecnológicos precisos para lograr el objetivo; sin embargo el método de Taguchi apenas ofrece una confiabilidad del 95% y si se requiere de un nivel más alto de esta se debe emplear otro método para diseñar el experimento.

 Con el análisis estadístico de varianza se determinó que la variable controlable ‘S’ tiene un nivel de significancia alto sobre el valor de la rugosidad, además se concluyó que entre más elevado sea el valor de la velocidad del husillo, menor será el valor de la rugosidad, mientras que la velocidad de corte no afectará a gran escala la rugosidad pero si se concluye que entre más elevado sea el valor de la variable ‘F’ mayor será el valor de la rugosidad ya que son directamente proporcionales. Por otro lado el ANOVA permite concluir que la variable que menos afecta el valor de la rugosidad es la variable ‘Z’ profundidad de pasada, no importa el valor de la profundidad de pasada ya que el acabado superficial tiende a ser igual con cualquiera de los tres valores aquí estudiados.

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 Al realizar la prueba t-Student se puede concluir que de los dos factores de ruido, el que menos incide en el valor de la rugosidad es el del nivel del refrigerante ‘R’ y que por el contrario el desgaste de los insertos ‘I’ tendrá el mayor efecto sobre el acabado superficial ya que con los insertos desgastados se producirán mayores valores de rugosidad. Sin embargo, con la ejecución de las pruebas se pudo observar que efectivamente no se pueden controlar estos dos factores ya que a veces la presión del fluido varía según las condiciones de mecanizado y no se puede garantizar el nivel del fluido y por otro lado no se puede estar tomando una medición exacta sobre el desgaste de los insertos.

 Los valores de los parámetros tecnológicos del proceso de fresado que se deben tener en cuenta para obtener el mínimo valor de rugosidad cuando se mecaniza en el centro de mecanizado Leadwell V20-i con la fresa de 20 mm de diámetro son: velocidad de corte 300 m/min, velocidad de avance 48 mm/min, aunque la profundidad de pasada no afecta mucho el valor de rugosidad se recomienda no sobre pasar el valor máximo empleado en el presente estudio, es decir 0,2 mm máximo.

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10. RECOMENDACIONES

Para futuros estudios relacionados con el tema, se aconseja seguir trabajando el mismo material en la probeta para poder tener una forma de comparar los valores de la rugosidad, además de ser posible se recomienda tomar como punto de partida los valores empleados en el presente estudio y así lograr estandarizarlos. Para que el experimento obtenga mejores resultados se propone emplear otro método a la hora de diseñar el experimento, ya sea el método de superficie de respuesta, un diseño de experimentos DOE o una red neuronal, se aconseja que sea un método que involucre más pruebas y más combinaciones de los valores de los parámetros tecnológicos para obtener niveles de confiabilidad más altos y obtener valores más exactos de estos mismos, además se aconseja estudiar otro factor de ruido como la temperatura cuando se mecaniza y se sugiere seguir observando qué sucede con el desgaste de los insertos.

Por otro lado cuando se realizaron las pruebas se observó que los valores de la rugosidad aumentaban cuando se mecanizaba de derecha a izquierda y se disminuían cuando se mecanizaba de izquierda a derecha, se sugiere analizar este efecto.

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