RT Dissertation/Thesis
T1 Modelo integral de sistemas de sujeción basados en pinzas expansibles
A1 Soriano Heras, Enrique
AB El dispositivo de amarre de propósito general más versátil es el porta-pinzas, muy frecuentemente utilizado en fresado, torneado, taladrado e inspección. Los porta-pinzas deben alcanzar elevadas velocidades de rotación, manteniendo, simultáneamente, una alta precisión rotacional. El porta-pinzas, básicamente, es un mecanismo basado en el efecto cuña, donde la mayoría de ellos emplean anillos, con ranuras finas, hechos de acero templado y rectificado con altos grados de precisión, denominados pinzas. Esta Tesis Doctoral aborda el funcionamiento de los porta-pinzas, primero se presentan varios modelos analíticos, basados en la teoría del sólido rígido, la elasticidad y la mecánica del contacto, para determinar la fuerza de amarre suministrada por un plato porta-pinzas automático en su estado inicial estático, durante el proceso de transmisión y absorción de fuerza. Segundo, se presentan los modelos analíticos para determinar la fuerza de amarre dinámica, durante el proceso de rotación. Tercero, se presentan los modelos y análisis realizados por el método de los elementos finitos que fueron llevados a cabo para realizar una primera verificación de los modelos analíticos propuestos. En cuarto lugar, se describe el banco de ensayos construido para validar experimentalmente los modelos analíticos y numéricos de elementos finitos propuestos. Quinto, se propone un prototipo de dispositivo porta-pinzas automático que fue diseñado aplicando la metodología y los modelos analíticos propuestos, incorporando innovaciones en detección de presencia de pieza, control de posicionado de pieza, control de fuerza de accionamiento y en su sistema de transmisión. Los resultados del presente estudio proporcionan soporte técnico y teórico, de comprobada fiabilidad, para la optimización del diseño y aplicación de platos porta-pinzas automáticos en procesos de mecanizado de alto rendimiento. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
AB The most versatile general purpose clamping device is collet chuck, which are quite often used in turning, milling, grinding and inspection. Collet chucks must achieve high rotational speeds while maintaining good rotational accuracy. Collet chucks are wedged-actuated mechanisms which use solid thin slotted clamping sleeves made of hardened steel and ground to a high degree of accuracy, called collets. This Ph. D. Thesis, first presents the analytical models, based on solid rigid theory, elasticity and contact mechanics, to determinate the clamping force provide by an automatic collet-chuck holder in its initial static state. Second, it presents the analytical model for determining the dynamic clamping force of collet-chuck holders during high-speed turning. Third, it describes the fi nite element method analyses that were conducted to check the proposed analytical models. Fourth, it describes an automatic (wedge-actuated) bench device, which was designed and built for verifying the proposed analytical and numerical models. Fifth, it develops an automatic collet-chuck holder prototype which was designed taking into account the proposed methodology and analytical models within novel systems in control of workpiece presence, control of workpiece position, control of clamping force and in its structure transmission. This study results provide reliable theoretical and technical supports for the optimization of the design and application of collet-chuck holder in high performance machining processes.
YR 2012
FD 2012-12
LK https://hdl.handle.net/10016/16519
UL https://hdl.handle.net/10016/16519
LA spa
DS e-Archivo
RD 30 abr. 2024