TESIS DOCTORAL: DISEÑO DE HERRAMIENTAS DE CORTE EMPLEANDO LA MODELIZACION

El mecanizado es uno de los procesos de mecanizado clave en sectores altamente demandantes (automoción, aeronáutica, energía, etc.) para la fabricación de componentes con un alto valor añadido. La reducción de costes y obtención de piezas optimizadas de alta calidad requiere del empleo de herramientas de corte especialmente diseñadas para cada aplicación. El empleo de modelos de simulación para la predicción de variables fundamentales (fuerzas de corte, temperaturas…) e industriales (errores geométricos, rebabas, integridad superficial…). es un aspecto clave para el diseño y fabricación de herramientas de corte optimizadas.

En esta tesis se pretende desarrollar una metodología que permita diseñar y fabricar una nueva gama de herramientas (machos de roscar, fresas, brocas…) con geometría optimizada en base a modelos analíticos y de elementos finitos (FEM) y que a su vez permitan asegurar su rendimiento durante el proceso de mecanizado y obtener las calidades de piezas demandadas.

Los objetivos operáticos que se abordarán en este proyecto serán:

• Desarrollar un software basado en la modelización analítica que permita calcular las fuerzas soportadas por los filos de corte.
• Desarrollar modelos FEM de predicción de tensiones, temperaturas, deformaciones en la herramienta.
• Diseñar y fabricar las nuevas herramientas de geometría optimizada para validar los resultados predichos mediante la realización de ensayos experimentales.
• Realizar ensayos experimentales analizando la calidad de la pieza fabricada (errores dimensionales, integridad superficial, etc.).

Para la modelización con elementos finitos, además del programa de propósito general Abaqus, se emplearán los programas comerciales AdvantEdge y Deform.

La validación experimental de los resultados se realizará empelando técnicas de estudio del proceso de corte como acelerómetros, dinamómetros piezo-eléctricos, camadas de alta velocidad, cámaras de termografía. También se analizarán variables de interés industrial como la vida de la herramienta, la integridad superficial (topografía, tensiones residuales y alteraciones microestructurales), tolerancias dimensionales y geométricas, etc. Para ello se emplearán técnicas avanzadas de análisis como el Microscopio Electrónico de Barrido, Microscopio Óptico, Perfilómetro Óptico, Macroscopio, Difractrometro por Rayos X, etc.

El listado de tareas previsto de a realizar durante la tesis es el siguiente:

• Estado del arte sobre el diseño de herramientas de corte a través de la modelización.
• Definición del caso a estudio y plan experimental: roscado, fresado, taladrado…
• Puesta a punto del dispositivo experimental: máquina-herramienta, utillajes de sujeción, herramientas de corte, lubrificante.
• Realización de ensayos
• Análisis de resultados y extracción de
• Formación.
• Redacción de Plan de Investigación y Tesis
• Redacción de artículos.

Grupo de I+D: Mecanizado de Alto Rendimiento

Directores: Pedro J. Arrazola y Gorka Ortiz de Zarate

Comienzo de la tesis: Enero 2024 (en el plazo máximo de una semana tras la admisión de la persona candidata por la Comisión Académica del Programa de Doctorado (CAPD).

Tipo de contrato:

• Contrato Personal Investigador en Formación asociado a una ayuda predoctoral (ver condiciones de la ayuda aquí)
  • Duración: 4 años
  • Cuantía de la ayuda: a continuación, se indican los importes de ayuda para cada uno de los años.

Concepto

Período beca y período de contrato

Cuantía (*)

Exención del importe de matriculación y del importe de lectura de tesis

Ayudas

DOC1 y DOC2,         19.509,96€ brutos

DOC3                        19.891,87€ brutos

DOC4                        24.231,00€  brutos

Los beneficiarios de esta ayuda no abonarán cantidad alguna en concepto de matrícula en el programa de doctorado ni en concepto de lectura de tesis.

*Esta ayuda deberá ser renovada anualmente previa comprobación del rendimiento adecuado del doctorando/a

Proceso de selección de la persona candidata y adjudicación de la beca:

1. Solicitud de la ayuda predoctoral / inscripción en la oferta: 25/09/2023-02/10/2023
2. Aportación de documentos adicionales: 02/10/2023-06/10/2023
3. Valoración de los candidatos (entrevista): 06/10/2023-09/10/2023
4. Presentación de las candidaturas en la CAPD: 10/10/2023
5. Comunicación al 12/10/2023

Otros:

• La tesis se realizará alineada con el proyecto TaylorSurf.
• Se deberán publicar al menos 2 artículos en revistas Q1 y un artículo en
• Convendría que el alumno asista a algunas clases de mecanizado del Master
• Idiomas: Ingles (mínimo B2 o equivalente)

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