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7/17/2019 Cadena Tecnologic444444a

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Nueva cadena tecnológica para mejorar el torneado aeroespacial

El torneado de perfiles y ranuras en superaleaciones termorresistentes (HRSA) ycomponentes de titanio para motores aeroespaciales se encuentra entre las operaciones demecanizado más complicadas !omo tal" tam#i$n %a sido uno de los procesos más

complicados con respecto al aumento en el rendimiento &as especificaciones de laindustria aeroespacial" la naturaleza de los materiales y las configuraciones de loscomponentes" a menudo" %an significado 'ue 'uedarse con la solución eistente era unaapuesta segura e igual forma" ser*a necesario contar con una determinada cantidad de%erramientas" m$todos" desarrollos !A+ y certificaciones antes de poder realizar cual'uier paso importante en talleres de mecanizado

Las operaciones implicadas aquí, independientemente de si se llevan a cabo en máquinas demecanizado verticales o en máquinas multitarea, dependen de los resultados obtenidos en cadaeslabón de la cadena, desde el husillo de la máquina hasta el filo de corte de la herramienta. Enmuchas otras operaciones de mecanizado es posible escapar de las deficiencias o compensarlas através de esta cadena tecnológica; sin embargo, esto no es posible al mecanizar muchos de loscomponentes aeroespaciales.

Los siete eslabones de la cadena tecnológica de torneadode !"# $ titanio% &nterfaz del husillo'de la herramienta,sistema de herramientas modulares, gama deálabes'adaptadores, refrigerante de alta presión, plaquitasintercambiables, material de la herramienta, tecnología deaplicación

o$ en día, el proceso de torneado de componentes de motores aeroespaciales ha avanzado.(na consecuencia es que debe hacerse frente a la aceptación de soluciones de herramientasespeciales para características de componentes estándar.

Los componentes, tales como discos, bobinas, álabes, e)es $ cubiertas, se fabrican con algunascaracterísticas difíciles de mecanizar con filos de corte propios, un amplio alcance de laherramienta $ tra$ectorias de herramienta adecuadas. Los espacios limitados con accesorestringido, a menudo con paredes delgadas, han necesitado la cantidad predominante deherramientas especializadas con mu$ poca o ninguna fle*ibilidad. Estas soluciones, encontraposición a las herramientas estándar disponibles, han dado lugar a departamentos deherramientas costosas $ de gran tama+o con prolongados tiempos de entrega. "in embargo, la



ma$or desventa)a relacionada con el rendimiento de fabricación ha sido el precio a pagar por laduración del proceso de corte de las máquinas.

on previsiones de triplicar la producción de motores aeroespaciales durante los pró*imosveinte a+os $ de contar con un n-mero cada vez ma$or de fabricantes de equipos originales $repuestos para motores, los talleres de mecanizado deberán estar preparados para admitir una

ma$or capacidad $ ser más competitivos. or lo tanto, es esencial contar con un nuevo métodopara hacer frente a los retos de producción, así como para mecanizar componentes intensivos en!"# $ titanio. El problema de las herramientas de corte específicas del sector reside en la raíz deproblemas $ soluciones. El reto principal es reducir la cantidad de herramientas especiales $modificadas necesarias, así como ofrecer alternativas que proporcionarán un ma$or rendimientocon seguridad. o$ en día, e*isten varias formas de lograr este ob)etivo.

#hora se puede decir que la tecnología puntera en materia de mecanizado se ha completadocon algunos de los -ltimos desarrollos en portaherramientas, gamas de herramientas $ tecnologíade plaquitas intercambiables. Las limitaciones en la productividad, los elementos de inseguridad delproceso $ los problemas relacionados con el coste, la distribución $ la disponibilidad de lasherramientas de corte ahora pueden abordarse de un modo más correcto $ también puedenestablecerse nuevas prácticas.

,nterfaz entre el %usillo de la má'uina y la %erramienta

Los portaherramientas del husillo de la máquina son el primer eslabón de la cadena. En elproceso de mecanizado es usual observar vibraciones si e*iste una fuente de inestabilidad en estainterfaz. "i no lo hace antes, saldrá a la luz cuando estén implicados materiales e*igentes $grandes recorridos de la herramienta. #demás de determinar la capacidad de corte, la interfaz delhusillo'la herramienta también afecta al tiempo necesario para realizar cambios en la herramienta $para el inventario, con la modularidad de la herramienta como factor fundamental.

#quí, es esencial garantizar el acoplamiento de la normativa &"/ que ofrecerá la má*imaestabilidad desde las superficies de soporte a*iales para hacer frente a la rigidez de torneado, lafuerza para transmitir potencia a través del acoplamiento en los procesos de fresado $ taladrado,

una gran fuerza de fi)ación de herramientas $ un cambio de herramienta suave, manual oautomatizado. on el acoplamiento de polígonos cónicos de oromant apto se cumplen estosrequisitos esenciales, lo que proporciona una alternativa universal para todas las aplicaciones.

Los factores clave de rendimiento son la alta resistencia a la fle*ión, la transmisión de pares, laprecisión $ la disponibilidad de refrigerante a alta presión a través de prestaciones de herramientas$ husillos.

-orta%erramientas modular

La modularidad de la herramienta es el siguiente eslabón esencial desde el husillo hasta el filoen el que un factor fundamental es la variedad de herramientas de corte integrales, lasinstalaciones para e*tender las herramientas $ variar el tama+o de la herramienta para obtener una

ma$or fle*ibilidad operativa. oromant apto, como opción para la ma$oría de proveedores deherramientas de corte $ herramientas de mecanizado, cumple con todos los criterios en lo referentea la interfaz del husillo hasta el portaherramientas. (n sistema para todo el taller de mecanizadocon seis tama+os diferentes para adaptar el tama+o $ la carga de las aplicaciones, desdemecanizado de gran capacidad hasta mecanizado de alta velocidad, así como la modularidad $ lasbrocas para cualquier operación.



oromant apto es un sistema de herramientasmodulares de la normativa &"/ que utilizan

muchos fabricantes de máquinas0herramientas $proveedores de herramientas de corte. #demásde contar con las capacidades de la interfaz de lamáquina0herramienta, el sistema forma una basede herramientas universal para los talleres demecanizado, $ es igualmente idóneo paraaplicaciones giratorias $ no giratorias con unaenorme variedad de productos. "u estabilidad $dureza lo convierten en un sistema especialmenteidóneo para tornear componentes aeroespaciales

#parte de lo me)or en estabilidad $ versatilidad, 1cómo proporcionará la e*tensión de estesistema modular los medios necesarios para la gran variación en las características de torneado delos componentes de los motores aeroespaciales2

.ama de ála#es de %erramienta y adaptadores

El siguiente eslabón de la cadena trata sobre esta idea. (na interfaz compacta peroe*tremadamente sólida entre el adaptador modular $ el portaherramientas de plaquitasintercambiables es la respuesta. (n acoplamiento oval con superficie acanalada $ con unaestabilidad e*tremadamente alta sienta las bases del sistema, cu$o concepto está basado en unadaptador modular $ un álabe de herramienta. #l poder utilizar las funciones de la maquinaria 3



actual, da paso a una gama estándar de soluciones de filo de corte para tornear cualquiera de lasmuescas $ perfiles estándar que se inclu$en en los componentes de los motores aeronáuticos.

El conocimiento de las funciones geométricas típicas $ comunes con las que cuentan estoscomponentes ha sentado las bases del desarrollo de la gama oro4urn "L56 con álabes deherramienta que presentan los filos de corte en diferentes ángulos $ salientes.

La gama de alternativas de álabes $ adaptadores proporciona la fle*ibilidad necesaria paracrear diferentes herramientas a partir de un inventario de herramientas limitado. Esto sirve paraadaptar las configuraciones $ proporcionar acceso en espacios limitados e*ternos o internosutilizando herramientas estándar.

El sistema oro4urn "L está basado en el bloqueoestriado entre el adaptador modular $ el cabezal de corte.El sistema "L56, altamente rígido, es el eslabón que

proporciona la versatilidad necesaria para introducir laamplia variedad de plaquitas intercambiables estándar $así tornear muchas de las funciones de los componentesde los motores aeroespaciales de un modo más eficaz. Lamodularidad combinada de oromant apto $ "L56proporciona un potencial sin parangón a la hora deracionalizar el torneado de la amplia variedad decaracterísticas de los componentes, con lo que se eliminala necesidad de buscar soluciones especiales para lascaracterísticas de los motores aeronáuticos

Los álabes inclu$en las separaciones radiales $ a*iales necesarias para álabes que profundizanen ranuras anguladas con refrigerante de alta presión suministrado a través de la herramienta

hasta el filo de corte. #l contar con amortiguación integrada para garantizar un buen rendimiento enun ma$or recorrido de la herramienta, estos álabes tornean en ranuras profundas a menudo con un768 más de velocidad de corte $ con una vida -til de la herramienta un 968 ma$or. Esto seproduce al utilizar refrigerante de alta presión en plaquitas de metal duro $ suministra refrigerantesobre la abrazadera de la plaquita al utilizar cerámica.

Refrigerante de alta presión



El siguiente eslabón% el refrigerante de alta presión es una función estándar de estas gamasmodernas de herramientas $ un medio esencial con el que es posible obtener un ma$or rendimiento en el mecanizado de !"# $ titanio. :uchas máquinas son capaces de proporcionar presiones de refrigerante de 56 a 66 bares $ el volumen necesario para ello. Las herramientasmodulares con canales de refrigerante internos correctamente conectados son la base deloro4urn estándar, así como el sistema especializado de ultra alta presión <etbrea= >hasta666 bares?.

Los chorros de refrigerante, controlados por boquillas se dirigen a la zona de corte, lo queproporciona una cu+a hidráulica entre la plaquita $ la viruta, que reduce la temperatura $ facilita elcaudal de virutas $ su evacuación.

Los efectos del refrigerante de alta presión proporcionan la posibilidad de aumentar lasvelocidades de corte en !"# $ titanio sin aumentar la temperatura en el filo, lo que da comoresultado una vida -til de la herramienta más prolongada.



El refrigerante de alta presión dirigido al filo decorte es una clara venta)a para el mecanizado decomponentes de !"# $ titanio. oro4urn ,como parte estándar de la herramienta modular,saca el má*imo partido a la capacidad derefrigerante de la máquina para optimizar las



operaciones de torneado

Los cortes internos, como los que se observan en muchos componentes aeroespaciales, sebenefician además de la aplicación del refrigerante de alta presión para garantizar unas buenaspropiedades de corte de virutas, la formación de virutas $ la evacuación en cavidades $ ranuras

estrechas.

-la'uitas intercam#ia#les

Las plaquitas intercambiables son el siguiente eslabón de la cadena. @e igual forma, losdesarrollos han me)orado enormemente el nivel de rendimiento en el mecanizado de !"# $titanio. Las plaquitas que tienen filos de corte redondeados son más idóneas para el tipo deoperaciones que se indican aquí en relación a las funciones de ranurado $ perfilado. El rápidodesgaste en entalla es un factor de destrucción com-n en el torneado de !"# $ el desgaste esa-n ma$or si se utiliza una herramienta que tenga el filo de forma perpendicular a la dirección deavance, un ángulo cónico de A6 grados. (n filo de corte redondo en la plaquita proporciona unángulo variable de cero a un má*imo de B9 grados >si la profundidad es inferior al 98 deldiámetro interior?, $ se puede utilizar mu$ bien en varias operaciones de cavidades $ para

minimizar la presión en las paredes delgadas.

La geometría de las plaquitas intercambiables $ eldesarrollo de calidades han dado paso a nuevosfilos para hacer frente a la necesidad de una



ma$or productividad en el proceso de torneado delos componentes de los motores aeronáuticos.Los -ltimos desarrollos en plaquitas de cerámica$ carburo cementado han minimizado lastendencias del desgaste en entalla, han hechoposible filos a-n me)ores para resistir a altas

temperaturas $ han proporcionado formas deoptimizar la amplia variedad de cortes conplaquitas estándar. Las plaquitas redondas sonidóneas para perfilar ranuras, fresar radios deesquinas $ cortes rectos. uentan con filospronunciados, generan virutas finas para permitir ma$ores velocidades de avance $ puedengenerar buenos acabados en la superficie.

or consiguiente, la principal gama de soluciones en las que está implicado el sistema deladaptador $ el álabe de las herramientas "L56 utilizan plaquitas de filo redondo, en forma deplaquitas de perfilado orout o como plaquitas redondas oro4urn. El gran radio de punta de lasplaquitas redondas significa una reducción del ángulo cónico sin disminuir la profundidad de corte,lo que afecta a la productividad de forma negativa. on geometrías de filo de corte como ": $ !/para estas plaquitas de filo redondo, los cortes de perfilado $ ranurado pueden optimizarse en loreferente al control de virutas $ a las fuerzas de corte.

(n método adicional para algunas cavidades $ ranuras son las plaquitas anguladas, comoplaquitas estándar o blancos de plaquitas. Estas plaquitas con forma de palo de hoc=e$ pararanurar formas comple)as dentro de espacios mu$ limitados proporcionan una solución rígida,fle*ible $ de alto rendimiento con "L56 para operaciones que, de lo contrario, necesitaríanelaboración $ medidas de herramientas especiales poco fle*ibles.

+aterial de la %erramienta

El material de la herramienta es el siguiente eslabón, en forma de calidades de plaquitas para laherramienta de torneado. El mecanizado de materiales aeroespaciales requiere materiales deherramienta específicos en forma de carburo cementado $ cerámica. Las calidades de carburo norevestido a-n tienen una posición importante, pero las -ltimas me)oras en la tecnología derevestimiento de plaquitas han dado paso a unas plaquitas C@ $ C@ que han me)orado a-n másla capacidad del filo de corte. El desgaste en entalla es un factor tan dominante en estos materialesque gran parte de la batalla está ganada si es posible minimizar esta tendencia, lo que de)acapacidad para utilizar las calidades de plaquitas con el fin de optimizar haciendo frente a losdemás retos implicados. !educir el tiempo de corte $ ampliar la vida -til de la herramienta han sidolos factores de desarrollo de método $ calidad más importantes.

4res e)emplos diferentes de lo -ltimo en desarrollo de niveles de plaquitas que han me)orado elrendimiento del torneado de !"# $ titanio son las calidades de carburo cementado "69D $

9 $ la calidad de cerámica F6F9. La primera es la nueva calidad revestida C@, de granofino, que conserva una gran dureza a temperaturas elevadas $ proporciona la posibilidad de ofrecer ma$ores velocidades de corte $ una ma$or vida -til de la herramienta. omo calidad C@, "69D esidóneo para optimizar la combinación de selección de velocidad $ longitud de corte en lasoperaciones individuales. La segunda calidad, 9, es una calidad revestida C@ amplia $completa. on su posición intermedia entre otras dos nuevas calidades C@, más especializadasen cortes más superficiales $ más profundos respectivamente, esta plaquita cuenta con la durezanecesaria para filos de corte más bruscos $, por lo tanto, para muchas operaciones necesarias enlos componentes de los motores. La tercera calidad, F6F9, es una nueva cerámica tipo "ialon



que ofrece un grado mu$ alto de resistencia de entalla $ la primera opción de realizar cavidades $perfiles, con el fresado a*ial $ el torneado de esquinas como especialidad.

/ecnolog*a de aplicación

La tecnología de aplicación es el -ltimo eslabón desde el husillo de la máquina hasta el filo de

corte. "e trata de una parte fundamental de la cadena que garantiza un rendimiento $ unosresultados modernos $ e*itosos, la clave para utilizar el potencial que ofrece la nueva tecnología deherramientas.

La adopción de una estrategia de mecanizado adecuada $ la aplicación de los me)ores métodosde programación son factores esenciales a la hora de tornear componentes de !"# $ titanio deforma que sea posible seg-n la normativa actual. El establecimiento del método de filo de corte encortes individuales $ en las rutas de herramientas más favorables afectará a varios factores demecanizado $, por consiguiente, al resultado del tiempo de corte, a la vida -til de la herramienta, ala seguridad $ a la calidad.

or e)emplo, el arco de empa+e del proceso de corte a través de una plaquita redonda decide lacantidad de envoltorio colocado alrededor del filo en relación a la profundidad de corte. Este factor

influ$e directamente en la vibración $ en las tendencias de desgaste en entalla, especialmente enlas ranuras profundas que son estrechas o anchas. Esto es mu$ evidente al mecanizar las paredesde las esquinas, $a que es necesario utilizar el método correcto con el fin de eliminar riesgos enestos materiales que suponen una carga mucho ma$or para la herramienta.

(na planificación más elaborada de la estrategia demecanizado es mu$ importante para conseguir el é*ito enel proceso de torneado de componentes de motoresaeronáuticos de !"# $ titanio. Los métodos como eltorneado trocoidal son favorables porque optimizan el arco

de empa+e $ la velocidad de avance para el torneado deranuras $ esquinas de una forma eficiente $ segura. Ladisponibilidad del avance de la aplicación es un factor competitivo decisivo

El movimiento de corte circular hacia dentro $ hacia fuera, minimizar el radio programado de laruta de la herramienta $ establecer la me)or relación entre el radio del componente, el radioprogramado $ la profundidad de corte determinarán cómo se realizará el filo de corte $ el nivel deseguridad de la operación. La programación de velocidades de avance adecuadas en diferentes



fases de corte también es esencial, pero debe llevarse a cabo con mucho cuidado para no cargar el filo de corte de forma e*cesiva. Los métodos como el torneado trocoidal son favorables porqueoptimizan el arco de empa+e $ la velocidad de avance para el torneado de ranuras $ esquinas.

@e manera conclu$ente, e*isten siete eslabones en la cadena de la tecnología de herramientasmoderna que han llevado el torneado de !"# $ titanio a un nuevo nivel de rendimiento $

resultados%

interfaz entre el husillo de la máquina $ la herramienta

portaherramientas modular

gama de álabes de herramienta $ adaptadores

refrigerante de alta presión

plaquitas intercambiables

material de la herramienta

tecnología de aplicación.

4odas las funciones esenciales que deben cumplirse en una cadena que, especialmente en eltorneado de !"# $ titanio, es tan fuerte como el eslabón más débil. arantizan que las diversasoperaciones de mecanizado de los componentes se realizan de forma rentable, segura $ con la

calidad necesaria. :arcar las casillas de cada uno de estos eslabones como parte de unaestrategia de mecanizado, con el fin de incluir las me)ores soluciones estándar en las funciones delos componentes estándar, es la forma más segura de ser competitivo en el sector de la fabricaciónde motores aeronáuticos.

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