Palabras clave: Fresado de aleación de titanio, Acabado de aleaciones de titanio, Procesador de aleación de titanio chino, Cavidad de aleación de titanio, Tanque de aleación de titanio

Se deben considerar muchos factores en el procesamiento real de las aleaciones de titanio. En base a esto, el método de fresado de aleación de titanio es diferente del método de procesamiento principal utilizado durante mucho tiempo. El desarrollo de dos nuevas soluciones y aplicaciones de herramientas de fresado abre nuevas posibilidades para el fresado de titanio. En comparación con muchos otros materiales, las aleaciones de titanio tienen muchas menos probabilidades de ser procesadas con éxito y tienen diferentes propiedades de procesamiento. La capacidad de procesamiento de las aleaciones de titanio varía ampliamente, lo que afecta la elección de los métodos y herramientas de procesamiento y el procesamiento. Sin embargo, como cualquier otra aleación, debe planificar con más cuidado, desde elegir una máquina que funcione hasta programar los detalles de corte. Aunque las características de las piezas en la industria de fabricación aeroespacial son muy similares, varían en tamaño y forma. Por lo tanto, la elección de máquinas-herramienta, accesorios, refrigerantes, herramientas, métodos de mecanizado y parámetros de corte es diferente. Debido al espacio limitado en la revista de herramientas, la flexibilidad del proceso es un requisito previo. El tipo de portaherramientas y el ajuste de la instalación de herramientas son factores clave en términos de productividad y capacidad.


Al igual que las operaciones de desbaste y acabado se deben planificar de acuerdo con diferentes parámetros. Para herramientas indexables y herramientas de carburo sólido, el fresado de titanio también está disponible para diferentes aplicaciones. El tamaño y la forma a mecanizar y el tipo de herramienta correcto son los determinantes principales. Las herramientas indexables son el método de eliminación de material más efectivo y ahora se consideran la primera opción para el desbaste. No tienen parangón en los acabados de superficies planas grandes. Las herramientas de carburo sólido son ampliamente utilizadas en operaciones de semiacabado y acabado. Cuando el radio del inserto indexable y el tamaño de la cavidad y la ranura son demasiado pequeños, toda la herramienta de carburo cementado es también la solución ideal.

Los datos de programación de los parámetros de la pieza a procesar son la base para seleccionar un cortador de fresado especial. Dado que la tasa máxima de extracción de metal se debe equilibrar con la vida útil económica de la herramienta, se pueden identificar otras variables de la herramienta. Para las aleaciones de titanio, los elementos básicos de la herramienta incluyen el uso de materiales de carburo, filos de corte afilados y potentes y un ángulo de ataque positivo relativamente grande. Estos elementos pueden cumplir con la resistencia térmica especial y los requisitos químicos de las aleaciones de titanio. En términos de geometría y materiales de herramientas, la tecnología de inserción indexable ha sufrido un largo proceso de desarrollo. Se está convirtiendo en una solución más rentable que reemplaza una gran cantidad de herramientas de carburo existentes, incluso herramientas medianas y grandes.

1. Fresado radial de materiales de aleación de titanio.
El fresado radial es ideal para el mecanizado de titanio. Sin embargo, las grandes profundidades de corte radiales pueden acortar la vida útil de la herramienta. La profundidad de corte axial tiene poco efecto sobre la temperatura de corte y, por lo tanto, no afecta la vida útil de la herramienta de la misma manera. Por lo tanto, la mejor forma de eliminar efectivamente los materiales de aleación de titanio es utilizar un cortador de fresado de borde largo con un espacio estrecho, una profundidad de corte radial del 30% y una profundidad de corte axial máxima permitidas para una aplicación particular.

Por lo tanto, el cortador de fresado de borde largo es adecuado para el fresado y acabado de muchas piezas de aleación de titanio. El borde helicoidal largo de la fresadora de borde largo es ideal para el fresado radial grande en el mecanizado de titanio. La herramienta de borde largo con inserto indexable consiste en múltiples filas de insertos, lo mismo que el borde de corte de una herramienta de carburo sólido continuamente molido. En la actualidad, los insertos indexables que se proyectan desde la parte inferior de la herramienta a lo largo de la circunferencia exterior han alcanzado el límite de lograr una buena procesabilidad y seguridad en las aleaciones de titanio. Se requiere una ranura de gran tamaño para lograr una evacuación efectiva de las virutas. Combinado con un rastrillo delantero eficiente y una cuchilla afilada, se combina en una herramienta de borde largo indexable para una procesabilidad excepcional.

Para el fresado de titanio, la sujeción estable del inserto de corte es fundamental. Incluso en el desbaste, cualquier movimiento del inserto de corte puede provocar un desgaste desigual y poner en riesgo el filo de corte. Durante el mecanizado de titanio, leves signos de desgaste pueden debilitar el filo, lo que puede acelerar el desgaste y provocar la rotura de la herramienta. Para una fila de cuchillas continuas muy espaciadas, el soporte axial de las cuchillas es particularmente difícil, lo que resulta en una dependencia excesiva de los tornillos de las cuchillas. Por lo tanto, cuando se utiliza un cortador de fresado de borde largo, la mejor manera de lograr un rendimiento superior es crear una interfaz fuerte entre la cuchilla y el cuerpo. El portaherramientas debe tener medios de soporte y bloqueo definidos, con especial atención a las fuerzas axiales y de rotación.

En segundo lugar, el refrigerante es vital.
La molienda de titanio depende del refrigerante utilizado: cuanto mayor sea la calidad, mejor será el procesamiento. Las aplicaciones de enfriamiento a alta presión (presiones que van desde 70 x 105 hasta 100 x 105 Pa según el sistema utilizado) han demostrado ser ventajas significativas. Debido a que el enfriamiento a alta presión es estándar en muchas máquinas herramienta modernas, es un recurso potencial para optimizar el fresado de titanio. El enfriamiento a alta presión afecta la distribución de calor, la formación de viruta, la tendencia de adhesión del filo, el desgaste de la herramienta y la integridad de la superficie, lo que tiene un efecto muy significativo en los resultados del procesamiento de la aleación de titanio.

Dado que las aleaciones de titanio son propensas a las reacciones químicas, es fácil soldar el material de la pieza de trabajo al filo de corte durante el mecanizado, lo que puede afectar la vida útil de la herramienta y provocar un corte secundario de las virutas y el bloqueo de las virutas duras. El refrigerante expulsado de la boquilla a alta presión desempeña un papel clave en el control de la temperatura, lo que afecta los resultados y la confiabilidad del procesamiento. La boquilla de la herramienta está alineada directamente con la parte de la hoja que está en contacto con la superficie de acabado para formar una llamada "cuña hidráulica" entre el chip y la cara de inclinación de la hoja. Debido a que estos orificios de la boquilla son parte de los componentes no ajustables de la herramienta, se optimizan durante el ensamblaje para eliminar la inestabilidad, lo que resulta en un proceso más consistente y seguro. Por razones prácticas, el diámetro inferior de la fresadora indexable es de 12 mm, mientras que el límite del diámetro superior de la herramienta de carburo es de 25 mm, dependiendo de la relación precio / rendimiento. La elección de los rangos intermedios y superpuestos depende de la aplicación específica. Para los productos terminados, las fresas de extremo de carburo sólido finamente molidas suelen ser la mejor solución, y para el desbaste, la mejor solución son las herramientas indexables. Sin embargo, las herramientas adecuadas para este rango intermedio continúan evolucionando a medida que los módulos de herramientas proporcionan un ángulo de visión completamente diferente a través de esta fresa de cabeza intercambiable. Las cavidades profundas y estrechas requieren una mayor accesibilidad de la herramienta. Para hacer que estas cavidades no sean un cuello de botella en el procesamiento, las soluciones que proporcionan un buen rendimiento se combinan con las capacidades de los dispositivos y la flexibilidad de procesamiento. El uso de un mandril alargado para sujetar toda la fresa de carburo para penetrar en la cavidad no logra una estabilidad óptima, ya que limitará los parámetros de corte y supondrá un riesgo para la calidad de la pieza. Sin embargo, las cuchillas intercambiables tienen las ventajas duales de las capacidades de mecanizado indexables y terminadas de las herramientas de carburo sólido.

Desde la perspectiva del rendimiento y los resultados de mecanizado, los costos de herramientas y los requisitos de flexibilidad, los sistemas de herramientas intercambiables ofrecen ventajas significativas en diámetros de herramientas que van de 10 a 25 mm. No solo proporciona un alto grado de flexibilidad, sino que también reduce el inventario de herramientas. Su capacidad de acabado es superior a la de los insertos indexables, y los costos de las herramientas se reducen considerablemente en comparación con las herramientas de carburo sólido. Además, no hay necesidad de preocuparse por el tamaño más pequeño de la hoja debido a la rectificación. La posibilidad de elegir una combinación de diferentes cabezales de corte y portaherramientas proporciona un alto grado de flexibilidad y más posibilidades de optimización. La interfaz entre la punta de la herramienta y el portaherramientas es un factor clave en estas herramientas.  Su rendimiento depende de la fuerza, la estabilidad, la precisión, la repetibilidad y la facilidad de agarre. Una superficie de soporte axial suficientemente grande, una superficie de apoyo radial cónica, un perfil de rosca especialmente desarrollado y tornillos se apoyan juntos para crear la interfaz única requerida entre la cabeza de corte y el vástago. Esta interfaz es la base para garantizar una buena capacidad de procesamiento en condiciones de voladizo de herramientas grandes.

Cuarto, exitoso fresado de titanio.
En el mecanizado en bruto, a fin de obtener la tasa de eliminación de metal óptima, la profundidad axial de corte es un factor importante a considerar; En la molienda fina, la velocidad de alimentación óptima debe ser considerado. En el procesamiento de aleaciones de titanio, ya sea desbaste o acabado, aunque la velocidad de corte puede ser diferente, siempre es limitada. Al conocer los conceptos básicos de estas aleaciones de titanio, puede hacer mucho trabajo para optimizar el proceso, hacer que el procesamiento de titanio sea más competitivo y lograr un proceso confiable. Los cuatro factores clave a considerar son las funciones de la máquina-herramienta, el suministro de refrigerante, las herramientas de corte y los métodos de mecanizado.

En el fresado radial con bajas velocidades de corte, la máquina debe tener suficiente potencia y par, y se necesita un husillo adecuado para lograr una tasa de remoción de metal satisfactoria. Si la máquina también utiliza herramientas de diámetro pequeño, el rango de velocidad del husillo debe ser lo suficientemente alto para obtener excelentes resultados de mecanizado. Por lo general, la interfaz del eje debe evaluarse y la estabilidad de la conexión no debe ser demasiado débil. Para obtener suficiente rigidez a la flexión de la herramienta, una buena cara final y un contacto cónico son requisitos básicos; Para eliminar la tensión en la herramienta producida por la herramienta de fresado helicoidal o radial, una presión de sujeción suficiente es fundamental.

Las aleaciones de titanio se han convertido en un material cada vez más popular en los talleres mecánicos. Un factor clave es si la tecnología de procesamiento correspondiente puede desarrollarse aún más, lo que hace que el rendimiento y el efecto de procesamiento de este material alcancen un nuevo nivel. El fresado desempeña un papel importante en el mecanizado de titanio, en parte porque el mecanizado de cavidades, formas, surcos y bordes en piezas de fuselaje de aviones es un proceso difícil. La mayoría del mecanizado es bidimensional, y los requisitos de mecanizado se vuelven más estrictos debido a los requisitos de profundidad y radio de la cavidad y otros desafíos. En cuanto a las máquinas-herramienta utilizadas, están desactualizadas para el mecanizado de titanio. Esto requiere la selección del mejor sistema de procesamiento y método de procesamiento para un procesamiento excelente y la máxima utilización de la máquina. Los métodos de fresado de titanio y las técnicas de programación son incluso mejores que el mecanizado convencional. Los filetes y los contornos se mecanizan de una manera recomendada para lograr resultados superiores en el ciclo de producción de la máquina y minimizar el desperdicio. En general, para garantizar que la trayectoria correcta de la herramienta se mecanice desde el principio, la optimización de la programación antes del mecanizado requiere más tiempo, lo que es más eficiente que elegir un proceso estándar. Las mejoras de rendimiento provocadas por el nuevo desarrollo de herramientas de fresado mejoran directamente el rendimiento de los materiales de aleación de titanio. Las herramientas especiales desempeñan un papel importante para superar los desafíos de mecanizado de los materiales de aleación de titanio. En la parte de optimización, desempeñan un papel importante en la selección y aplicación de la herramienta correcta.