Electroplastic cutting influence on power consumption during drilling process

The aim of this study is to report the use of non-conventional material removal process technique. It was found that electropulses (EPs) assisted drilling process improves the material machinability based on the eletroplastic influence. The influence of EPs in drilling process is studied by combining different feed rates, drills diameters, and current densities in 7075 aluminium and 1045 carbon steel. The results show that the electrically assisted drilling process improves material machinability, decreases the specific cutting energy up to 27 % in aluminium and 17 % in steel.Peer ReviewedPreprin

Interactivo para Autoaprendizaje del Análisis de Mecanismos

Con este informe se da a conocer la herramienta y la metodología utilizada en el aprendizaje de análisis de mecanismos, planteado en la asignatura Mecánica y Teoría de Mecanismos 2 (MTM 2) impartida para la titulación de Ingeniería Industrial Mecánica, en la Escola Universitaria de Enginyers Industrials de Barcelona (E.U.E.T.I.B.). En este trabajo se explican los contenidos y la aplicación del material multimedia "Interactivo", utilizado para dar soporte a las actividades docentes presenciales y al estudio no presencial de la asignatura. La idea de crear el interactivo responde a la necesidad de adaptar los contenidos y recursos docentes a los requerimientos que las pautas de la declaración de Bolonia y las bases del futuro Espacio Europeo de Educación Superior (E.E.E.S.) plantean, entre ellos, la adecuación de la metodología de impartición y de evaluación de las asignaturas. [2] El desarrollo del interactivo tiene como objetivos facilitar la comprensión de la asignatura y proporcionar a los alumnos un recurso que incite a desarrollar aptitudes de autoformación, que despierte en ellos un espíritu de investigación y creatividad, y que fomente las habilidades de búsqueda y aplicación de los conocimientos. En él se le propone al alumno una serie de actividades que le permiten tener una participación individual y colectiva más activa, así como desarrollar aptitudes y actitudes en el planteamiento y resolución de problemáticas reales en el estudio de mecanismos. En este informe se describen los resultados de la positiva valoración que hacen los alumnos del interactivo y se exponen las aportaciones desde el punto de vista del aprendizaje y de la adquisición de habilidades

Interactivo para autoaprendizaje del análisis de mecanismos

Con este informe se da a conocer la herramienta y la metodología utilizada en el aprendizaje de análisis de mecanismos, planteado en la asignatura Mecánica y Teoría de Mecanismos 2 (MTM 2) impartida para la titulación de Ingeniería Industrial Mecánica, en la Escola Universitaria de Enginyers Industrials de Barcelona (E.U.E.T.I.B.). En este trabajo se explican los contenidos y la aplicación del material multimedia “Interactivo”, utilizado para dar soporte a las actividades docentes presenciales y al estudio no presencial de la asignatura. La idea de crear el interactivo responde a la necesidad de adaptar los contenidos y recursos docentes a los requerimientos que las pautas de la declaración de Bolonia y las bases del futuro Espacio Europeo de Educación Superior (E.E.E.S.) plantean, entre ellos, la adecuación de la metodología de impartición y de evaluación de las asignaturas. [2] El desarrollo del interactivo tiene como objetivos facilitar la comprensión de la asignatura y proporcionar a los alumnos un recurso que incite a desarrollar aptitudes de autoformación, que despierte en ellos un espíritu de investigación y creatividad, y que fomente las habilidades de búsqueda y aplicación de los conocimientos. En él se le propone al alumno una serie de actividades que le permiten tener una participación individual y colectiva más activa, así como desarrollar aptitudes y actitudes en el planteamiento y resolución de problemáticas reales en el estudio de mecanismos. En este informe se describen los resultados de la positiva valoración que hacen los alumnos del interactivo y se exponen las aportaciones desde el punto de vista del aprendizaje y de la adquisición de habilidades.Postprint (published version

Machinability estimation by drilling monitoring

This article describes the development of a methodology to measure the specific cutting energy (SCE) in drilling. The SCE allows to characterize the machining process, thus obtaining a technologic approach to plan the technologic road map of the chip removal process. The main frame of this machine consists of a pedestal drill, instrumented with a meter, a motor that controls the spindle feed rate, safety elements such as limit switches and an active power meter coupled to the drill motor. The mechanical power is calculated indirectly through the active power. To this end, it must have a previous calibration with a dynamometer torque cell to record the output curve and, subsequently, display the relationship between the mechanical power and the active electrical power. To validate the capability of this method, SCE of three different materials are evaluated: 7075-T6 aluminium, C45E steels and 34CrNiMo6. Accordingly, it has been verified that the estimated SCE values correspond to those described by the literature. The influence of several parameters, like the cutting speed and the feed rate, on the SCE let us estimate the sensitivity of this method. Finally, this works shows that the SCE in steel increases with the increase of the feed rate, whereas in aluminium the behaviour is the opposite, the SCE decreases as the feed rate increases.Este artículo describe el desarrollo de un método para evaluar la Energía Específica de Corte (EEC) en el taladrado. Este parámetro permite caracterizar el proceso de mecanizado, obteniendo con ello un modelo tecnológico general que permite realizar la planificación del proceso de arranque de viruta. El cuerpo principal de la máquina está formado por un taladro de pedestal, instrumentalizado con: un motor que controla la velocidad de avance del husillo, los elementos de seguridad para los finales de carrera y un medidor de potencia activa acoplado al motor del taladro. La potencia mecánica se obtiene indirectamente a través de la potencia activa, realización una calibración previa con un dinamómetro de par, de la que se obtiene la curva que relaciona la potencia mecánica con la potencia activa. Para demostrar el correcto funcionamiento del método se evalúa la EEC de tres materiales, un aluminio 7075-T6 y los aceros C45E y 34CrNiMo6. Se ha podido comprobar que los valores estimados de energía corresponden a los descritos en la literatura. Un estudio de la dependencia que tiene la EEC de los parámetros velocidad de corte y velocidad de avance, permite observar la sensibilidad del método. Finalmente, este trabajo muestra que la EEC en los aceros aumenta a medida que aumenta la velocidad de avance, en cambio en el aluminio el comportamiento es inverso, la EEC disminuye a medida que la velocidad de avance aumenta.Peer ReviewedPostprint (published version

Material de estudio y cd-rom interactivo para el autoaprendizaje del análisis de mecanismos

Este proyecto tiene la finalidad de adaptar los contenidos y recursos docentes a las necesidades actuales, permitiendo así, aplicar el modelo pedagógico de enseñar a aprender. Como método en la relación enseñanza-aprendizaje, se plantea aplicar el rol del profesor como guía en el proceso de aprendizaje para lo que se prepara un material de estudio escrito y un material multimedia interactivo que de soporte a las clases presenciales y al estudio no presencial, en las asignaturas troncales “Mecánica y Teoría de Mecanismos I y “Mecánica y Teoría de Mecanismos II” de la titulación de Ingeniería Mecánica, impartidas en la E.U.E.T.I.B. El trabajo desarrollado con el Proyecto PMD 2004-2005, se ha estructurado en tres Volúmenes: Volumen I (Material de estudio para Mecánica y Teoría de Mecanismos I), Volumen II (Material de estudio para Mecánica y Teoría de Mecanismos II) y Volumen III (CD-ROM Interactivo para el autoaprendizaje del análisis de mecanismos). Se valoran los resultados obtenidos del Proyecto PMD, según los indicadores: Material desarrollado, Resultados Académicos y Encuestas, y se exponen las conclusiones en cuanto a las aportaciones del proyecto y a las actuaciones futuras que se plantean. La buena valoración de los alumnos, confirma la validez del trabajo desarrollado

Influence of peak height prior to milling the resulting surface roughness of the ball burnishing process on convex and concave pieces of aluminum

Molds, counterfoils of conformation, and many other industrial pieces with important presentations, face constant the engineers with the problem of obtaining superficial qualities that minimize the friction, optimize the adjustments, or improve the superficial hardness. Among the many procedures to improve surface finish, highlights the ball burnishing, which have been obtained roughness values recommended in diverse applications. The ball burnishing process is a technological operation which is plastically deformed surface irregularities to improve the surface finish, by the action of the force exerted by a cylinder or ball. This process can be used on cylindrical surfaces, flat front, so, conical, with changes in section and radios, etc., which have been previously machined. The ball burnishing process in question is performed after a machining operation, and the results have influence on it. An important parameter to control is the height of the ridge that remains after the machining, because burnishing process will be able to reduce it in a certain percentage. This study is aimed to conduct an analysis of the influence of peak height prior to milling the resulting surface roughness of the ball burnishing process with concave and convex parts of two different types of aluminum (A92017 & A96351). The milling is done with a ball mill of ϕ8mm, rotating at a cutting speed of 3000min-1, with a cutting depth of 1 mm and three values of progress for three different conditions that leave a ridge height: 0.02 mm, 0.06 mm and 0.10 mm. The main contribution of this study is the recommendations on strategies for burnish these pieces, and measuring the roughness.The work is based on experimental data where through DOE techniques are carried out different experiments in which the surface roughness is measured in directions parallel and perpendicular to the previous milling for various conditions. We compare the results and an analysis of how this affects the height of the ridge left by the previous machining on roughness values obtained. Finally, it has been concluded that the burnish process improvement between 33 and 71% surface roughness of the pieces.Postprint (published version

Influence of the regime of electropulsing-assisted machining on the plastic deformation of the layer being cut

In this article, the influence of electropulsing on the machinability of steel S235 and aluminium 6060 has been studied during conventional and electropulsing-assisted turning processes. The machinability indices such as chip compression ratio ¿, shear plane angle f and specific cutting energy (SCE) are investigated by using different cutting parameters such as cutting speed, cutting feed and depth of cut during electrically-assisted turning process. The results and analysis of this work indicated that the electrically-assisted turning process improves the machinability of steel S235, whereas the machinability of aluminium 6060 gets worse. Finally, due to electropluses (EPs), the chip compression ratio ¿ increases with the increase in cutting speed during turning of aluminium 6060 and the SCE decreases during turning of steel S235.Peer ReviewedPostprint (published version

Model based on an effective material-removal rate to evaluate specific energy consumption in grinding

Grinding energy efficiency depends on the appropriate selection of cutting conditions, grinding wheel, and workpiece material. Additionally, the estimation of specific energy consumption is a good indicator to control the consumed energy during the grinding process. Consequently, this study develops a model of material-removal rate to estimate specific energy consumption based on the measurement of active power consumed in a plane surface grinding of C45K with different thermal treatments and AISI 304. This model identifies and evaluates the dissipated power by sliding, ploughing, and chip formation in an industrial-scale grinding process. Furthermore, the instantaneous positions of abrasive grains during cutting are described to study the material-removal rate. The estimation of specific chip-formation energy is similar to that described by other authors on a laboratory scale, which allows to validate the model and experiments. Finally, the results show that the energy consumed by sliding is the main mechanism of energy dissipation in an industrial-scale grinding process, where it is denoted that sliding energy by volume unity decreases as the depth of cut and the speed of the workpiece increase.Peer ReviewedPostprint (published version

Characterization of ball-burnishing vibration-assisted process

Este trabajo está dirigido al estudio del proceso de bruñido con bola asistido por una vibración. Se parte de considerar que dicha vibración ayudará al proceso, facilitando la deformación que se produce sobre la superficie de trabajo. Dado que no existe una herramienta similar en el mercado, con el fin de realizar el estudio, ha sido necesario diseñar, caracterizar y fabricar una herramienta capaz de realizar el proceso de bruñido con bola asistido, teniendo en cuenta los componentes fundamentales que intervienen en dicho diseño y el modelo físico que caracteriza la operación. Bajo estos criterios, la caracterización de la operación de la herramienta también se realiza mediante la evaluación de la rugosidad de la superficie que queda después de que ocurre el proceso. Para la validación experimental se han utilizado piezas de trabajo de aluminio y de acero. Estos resultados se compararon con los obtenidos por la misma herramienta sin utilizar vibraciones. Los resultados de rugosidad que resultan del bruñido con bola asistido, mejoran con respecto a los obtenidos utilizando el proceso sin asistencia, en ambos materiales ensayados.First of all, this work refers to the study of the ball-burnishing process assisted by a vibration. It starts by considering that this vibration helps to make the development of this finishing process easier, because it helps to deform the workpiece material more easily. Since there is no similar tool on the market, in order to conduct the study, it has been necessary to design, characterize and manufacture a tool that can perform the process, taking into account the critical components that are involved in the design, and the physical model characterizing the operation. Under these criteria, the characterization of the tool operation is also done by evaluating the surface roughness that remains after the process occurs. For experimental validation have been used workpieces of aluminium and steel. These results are compared to those obtained by the same tool without using vibration. Roughness results obtained using the ball-burnishing vibration-assisted process improves with respect to those obtained using the process without assistance, in both materials tested.Peer Reviewe

A new device laboratory: Experimental validation

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