RESUMEN: En este trabajo se presentan los resultados del análisis del comportamiento de
cabezales para torno fresador de alta velocidad; se calcularon las frecuencias
naturales y los modos de vibración aplicando software basado en el método de
elemento finito. Los resultados corresponden a una comparación de
comportamiento de un mismo modelo geométrico pero de tres materiales
diferentes: Fundición de hierro, acero al bajo carbono y aluminio. En la
introducción se muestran los aspectos macroeconómicos principales alrededor
de la necesidad de adquisición de máquinas herramientas en México, y se
destaca la importancia creciente de los maquinados en alta velocidad y del
criterio de diseño por modos de vibración para diseñar maquinaria utilizable en
ese campo. A partir de lo anterior se plantea y justifica el problema por resolver,
así como el objetivo general y los específicos de este trabajo. En el primer
capítulo se describe el estado del arte acerca de la evolución en el diseño de
las máquinas herramienta, del maquinado en alta velocidad y de los
procedimientos actuales para el análisis modal de vibraciones.
En el segundo capítulo se incluyen los aspectos teóricos tanto del cálculo por el
método analítico como por el método de elemento finito. En el tercer capítulo se
presenta el resultado de la modelación de los componentes que se analizaron,
así como sus aspectos de restricciones. En el cuarto capítulo se muestran los
resultados obtenidos usando software comercial y también se presenta el
análisis comparativo entre los diferentes modelos. Finalmente se incluyen las
conclusiones y recomendaciones de este trabajo.
ABSTRACT: This work presents the results of the analysis of the behavior of spindle
bearings, used in high-speed machine tools. It was apply a methodology for
modal analysis by the finite element method. The results reflect a comparison of
behavior of a single geometric model, but three different materials: cast iron, low
carbon steel and aluminum. The introduction will show the main macroeconomic
issues around the need to purchase machine tools in Mexico, and highlights the
growing importance of machined at high speed and design criteria for vibration
modes for designing machinery used in this field. From this arises and justifies
the problem to be solved, as well as the general and specific objectives of this
work. The first chapter describes the state of the art in the design of machine
tools, the high speed machining and the current procedures for modal analysis.
The second chapter includes both theoretical aspects of the calculation by the
analytical method and by the finite element method. The third chapter presents
the results of the modeling of the components that were analyzed, as well as its
restrictions. In the fourth chapter shows the results obtained using commercial
software and also present a comparative analysis between the different models.
Finally include the conclusions and recommendations of this work.
