Mecanizado alta velocidd

ESTUDIO DE LAS VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DEL MECANIZADO DE ALTA VELOCIDAD EN EL SECTOR AERONÁUTICO. Julio Blanco Fernández. Félix Sanz Adán. Emilio Jiménez Macías. Eduardo Cámara. Departamento Ingeniería Mecánica. Universidad de la Rioja. C/ Luis de Ulloa 20. 26004. Logroño. La Rioja. España Tel: + 34 941 299 524 FAX: +34 941 299 794 E-mail: julio.blanco@dim.unirioja.es RESUMEN. El sectoraeronáutico ha sido y es aún, el más receptivo a los avances en el campo de técnica de corte, dado que este tipo de industria posee los más altos niveles de tecnología, formación de sus técnicos y necesidad de disminuir costes aumentando continuamente la calidad. A pesar de que los materiales plásticos reforzados con fibra de carbono están sustituyendo al aluminio en las estructuras secundarias de losaviones, el metal ligero continuará siendo el material utilizado para la estructura primaria del fuselaje del avión. En este trabajo se analizara con profundidad la problemática, así como las ventajas e inconvenientes de la aplicación del Mecanizado de Alta Velocidad en el sector aeronáutico, con especial incidencia en: • las especiales geometrías de las piezas aeronáuticas; • el mecanizado de lasparedes delgadas; • las herramientas que se utilizan; • la alta productividad y su consiguiente reducción de tiempos de mecanizado; La parte práctica del estudio incluye el análisis de cuatro tipos de piezas, que destacan por tener: • Paredes altas y delgadas. • Paredes onduladas y espirales. • Cajeras altas y paredes delgadas. • Costillas aeronáuticas en 3 ejes. 1.- INTRODUCCIÓN. El término “altavelocidad” aparece frecuentemente utilizado en la literatura especializada con diversos significados. No existe una definición precisa, siendo un término general que se aplica a un amplio rango de operaciones de mecanizado en las cuales la velocidad de giro del cabezal se ha incrementado de manera notable. Esta ampliamente aceptado considerar alta velocidad al mecanizado con cabezales que posean unrango de funcionamiento por encima de las 8.000 rpm.

Figura 1: Comparativa de velocidades de corte en convencional y alta velocidad.

En la práctica, el mecanizado de alta velocidad consiste básicamente en sustituir pocas pasadas lentas de gran profundidad de corte por muchas pasadas rápidas de menor profundidad de corte, obteniéndose un importante incremento en la cantidad de materialdesalojado. En la actualidad es posible encontrar máquinas con velocidades de cabezal del orden de 20.000 rpm, pudiendo llegar

incluso a 50.000 rpm en algunas máquinas comerciales y a 100.000 rpm en prototipos de laboratorio. La capacidad de aumentar de forma notable la velocidad de arranque de viruta conlleva la clara ventaja de disminuir el tiempo de mecanizado. Este factor es especialmenteimportante en aplicaciones que involucran operaciones de mecanizado de contornos complejos. 2.- ENTORNO Y PUNTOS CRÍTICOS DEL MECANIZADO A ALTA VELOCIDAD. El mecanizado MAV necesita un entorno tecnológicamente complejo y presenta algunas cuestiones más o menos críticas que encarecen el equipamiento planteando condiciones especiales: • A las máquinas-herramienta, su control, protección y supervisión. •A los elementos de sujeción de herramientas de fresado. • A las herramientas (material, forma y geometría). • A la preparación del trabajo y programación (condiciones de corte, estrategias, optimización de trayectorias). Estas condiciones especiales, al mismo tiempo pueden resultar limitaciones a la aplicación del MAV. Los factores y por tanto elementos críticos (Ver figura 2) de los que dependela técnica del FAV son:
MATERIAL

CONDICIONES DE CORTE MATERIAL SUPERFICIES A MECANIZAR ESTRATEGIAS GEO METRIA FO RMA SUJECCIÓN HERRAMIENTA

PIEZA

TRAYECTO RIA SUJECCIÓN CNC

EVACUACIÓN VIRUTA REFRIG ERACION MÁQ UINA

SEGURIDAD MO NITORIZACIÓN

COMPONENTES

ELEMENTO S ESTRUCTURALES

ACC. EJ ES

SISTEMAS GUIADO

SISTEMAS MEDIDA

SISTEMAS CONTRO L

Figura 2: Cuestiones...