Balance de incertidumbre y evaluación de la cadena de rigidez de una microfresadora dotada de herramientas de diámetro inferior a 0,3 mm

La tendencia generalizada a la miniaturizacion de productos esta ocasionando un importante auge de las microtecnologias, y entre ellas del proceso de microfresado. Este proceso presenta una gran similitud con el fresado a escala convencional. Sin embargo en el se produce una reduccion muy importante de dimensiones (escala 40/1 aprox.), lo que induce que aparezcan y potencien fenomenos cuya importancia es casi nula a escala convencional. Este cambio de escala se refleja en el avance por diente, usualmente menor de 1 μm, la profundidad de pasada, que se situa entre 2 y 15 μm, las velocidades del cabezal, superiores a 50.000 rpm, y los diametros de la fresa, menores de 0,3 mm. Tambien la propia maquina debe ser disenada y construida dentro del concepto de ‘ultraprecision’, lo que implica precisiones de posicionamiento del orden de 0,1 μm. El primer objetivo del trabajo aqui presentado ha sido establecer el balance de incertidumbre global de una microfresadora de desarrollo propio, cuando utiliza fresas de diametros inferiores de 0,3 mm. El resultado de este analisis ha sido la preponderancia de los errores originados por la deformacion angular de la pinza y la flexion de la fresa. Por este motivo estos dos aspectos son a continuacion detalladamente estudiados. Para ello se ha definido la cadena de rigidez de la microfresadora, obteniendo los valores de rigidez de la maquina, cabezal, portaherramientas, y de la propia fresa. Para su medida se ha utilizado una aproximacion experimental, aunque se han tenido en cuenta los valores de diseno de cada elemento del sistema. Los ensayos se han visto complicados por la dificultad de manejar experimentalmente fuerzas y desplazamientos de pequeno valor, propios del microfresado. En este trabajo se exponen los metodos de medicion y los resultados de los mismos. La conclusion final es que la herramienta es el elemento mas flexible (entre el 85-98%), llegandose a obtener el valor de su flexibilidad. Sin embargo la union de la herramienta a la pinza del portaherramientas debe tambien ser considerada. Finalmente se exponen algunos datos de precision de una pieza microfresada, que corroboran los valores obtenidos.