El proceso empieza con el forjado en caliente donde se le da / MECANIZADO una preforma al bloque inicial de acero. Estas preformas Figura 1. Imagen ilustrativa de la pieza analizada. son laminados en caliente para obtener el perfil de la rueda tal y como se observa en la figura 3a. Luego se le da el temple mediante diferentes chorros de agua en el extremo del mismo con el objetivo de conseguir las propiedades mecánicas deseadas. Esto hace que no sea posible plantear iza gra Para obtener las distorsiones finales tras el proceso final de mecanizado se debe partir de un estado de tensiones resi- duales previo. En este caso concreto, se asume que las tensiones residuales son prácticamente generadas por el tratamiento térmico de temple anterior bajo la hipótesis de que el material está libre de tensiones al final de la fase de calentamiento. tratamientos de alivo de tensiones. Para finalizar, se real el mecanizado final mediante torneado con el que se lo la sección de la figura 3b. De esta manera, primero se ha obtenido el campo de tensio- nes residuales simulando el proceso de temple. Luego se ha simulado el proceso de mecanizado usando una meto- dología simplificada basada en la eliminación de material. Esa eliminación no sólo altera la microestructura sino que también perturba el equilibrio de tensiones residuales de todo el volumen dando lugar a distorsiones para que lleguen de nuevo a auto-equilibrarse. Se puede hacer la hipótesis de que los procesos principales que influyen en las distorsiones finales son el temple y el mecanizado ya que las tensiones de forja y laminación son eliminadas en gran medida durante el calentamiento a la temperatura de homogeneización. Basándose en ello, en los apartados siguientes se explica en qué consiste la simula- ción de cada uno de ellos. Tal y como se ha comentado anteriormente, la simulación de las distorsiones finales requiere tener en cuenta todo el histo- rial aguas arriba. Ello implica la necesidad de simular todos los procesos importantes influyentes en su estado de tensio- nes residuales. Todas las simulaciones se han llevado a cabo utilizando el software de elementos finitos Abaqus. Al tratarse de una geometría de revolución, se han utilizado modelos axisimétricos en las diferentes simulaciones realizadas. Figura 3. Sección de la pieza tras el laminado (a) y sección de la pieza final tras el mecanizado (b). Bajo la hipótesis de que los procesos anteriores son despre- ciables para la predicción de las distorsiones, se ha simu- lado el proceso de temple partiendo por la geometría obtenida tras la laminación en caliente (figura 3a). Esta geometría ha sido obtenida por sistemas ópticos de medi- ción basadas en la triangulación del haz laser. Así, se ha obtenido la sección de la rueda después de la laminación. Para saber el estado tensional tras el temple, se ha llevado a cabo una simulación termo-mecánica desacoplada. Procesos clave para las tensiones residuales El proceso de fabricación de la rueda de tren se puede resu- mir mediante el flujo de diagramas mostrada en la figura 2. Tal y como se observa, su fabricación consta de cuatro fases principales en las cuales se van creando y modificando las tensiones residuales. 1. Simulación del proceso de fabricación Figura 2. Proceso de fabricación general de la rueda de tren. 1.2. Simulación del tratamiento de temple para la determinación del estado de tensiones residuales inicial / 13 1.1. Proceso de fabricación (a) (b) Forjado en caliente Laminación en caliente Temple Mecanizado