Modelo matemático de la rugosidad superficial generada en el acero inoxidable por el maquinado de descarga eléctrica

Abstract

En el presente documento se describe el desarrollo del proyecto de investigación sobre la relación que existe entre la rugosidad superficial, obtenida en placas de acero inoxidable grado alimenticio. AISI 304 bajo el proceso de remoción de material por medio de descarga eléctrica, y los principales parámetros de maquinado que intervienen (intensidad, tiempo activo y tiempo inactivo). En esta investigación, se conjuntaron las técnicas de caracterización de escala dependiente e independiente; primero se modeló la rugosidad superficial experimental por medio del diseño de experimentos; después, con base en los perfiles de rugosidad gramificados con un rugosímetro, se realizó el análisis fractal y se generó un modelo matemático para estimar la dimensión fractal. Los valores de rugosidad determinados en la superficie maquinada, sirvieron para definir los perfiles del puente Browniano. Por último, se compararon las dimensiones fractales de los experimentos con los perfiles teóricos. Por lo anterior, se estableció un significado físico directo de la dimensión fractal relacionada con una aplicación funcional: la rugosidad del acero inoxidable generada por medio de electroerosión. La estructura de la tesis se encuentra dividida en 4 capítulos, a saber: En el Capítulo 1. Marco de referencia; se muestra el planteamiento del problema, justificación, hipótesis, objetivos, metas y las limitaciones de la tesis. En el Capítulo 2. Marco teórico; se da un panorama general de la literatura sobre el maquinado por descarga eléctrica, acabado superficial, teoría de probabilidad, procesos estocásticos, movimiento Browniano, investigaciones sobre electroerosión, dimensión fractal y diseño de experimentos. En el Capítulo 3. Desarrollo experimental; se describen las actividades de experimentación realizadas en el Laboratorio de Tecnología Avanzada de Manufactura y el análisis estadístico de los perfiles de rugosidad. En el Capítulo 4. Resultados; se presentan los modelos matemáticos, de la rugosidad media y dimensión fractal, relacionados con los parámetros de maquinado seleccionados en el proceso de manufactura. Por otro lado, una parte, de los resultados obtenidos, fue sometida a evaluación por la revista Ingeniería e Investigación, integrada en los informes sobre citas en revistas científicas (JCR: Journal Citation Reports), con el título “An experimental study of surface roughness in electrical discharge machining of AISI 304 stainless steel”, siendo aceptada en la primera etapa de su proceso para publicar.