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Mecanizado de Chapa Fina de Titanio: Sujetado, Recuperación Elástica y Deformación
Una lámina de titanio de aproximadamente dos milímetros es un problema de mecanizado diferente al de un bloque, y la razón es aritmética: la rigidez disminuye con el cubo del grosor, mientras que la fuerza de corte no disminuye con él. La pieza se desvía de la herramienta, la herramienta frota en lugar de cortar, y la superficie se endurece por trabajo.
La lámina delgada es un problema de sujeción antes de ser un problema de corte. Envía el dibujo con la indicación de planitud y nosotros indicaremos la configuración y la condición de esfuerzo que estamos cotizando. Envíe el plano
Por qué la lámina delgada es un problema diferente
En un bloque sólido, el dispositivo solo tiene que sostener la pieza. En una lámina delgada, el dispositivo tiene que sostener la pieza. piso, porque la lámina tiene casi ninguna resistencia propia a las fuerzas que la levantan de la mesa o la empujan lejos del cortador. Compare los dos efectos: la fuerza de corte es aproximadamente proporcional a la profundidad y al ancho del corte, pero la resistencia de la lámina a la flexión disminuye con el cubo de su espesor. Reduzca a la mitad el espesor y la lámina es ocho veces más flexible mientras que la fuerza permanece sin cambios.
La consecuencia no es un corte más lento. Es un fallo diferente: la herramienta deja de cortar y empieza a frotar, lo que endurece la superficie, aumenta la fuerza local, empuja la lámina más lejos y produce vibraciones o una pared cónica.
Sujeción de trabajo: cuánto te cuesta cada método
No hay una opción gratuita. Cada uno de los métodos comunes compra la planitud con otra cosa.
| Método | Lo que da | Lo que cuesta |
|---|---|---|
| Mesa de vacío sobre toda la cara | Soporte uniforme, sin tensión de sujeción, bueno para piezas planas grandes | Necesita una cara de sellado y una hoja lisa; inútil en una pieza con bolsillos perforados que rompen el camino del vacío |
| Placa de soporte sacrificial | Soporte rígido dondequiera que se mecanice la chapa, y se puede batir plana primero | Material extra y una operación extra; el respaldo tiene que ser mecanizado o separado en una segunda configuración |
| Fijación de bajo punto de fusión | Sostiene partes delgadas sin ningún esfuerzo mecánico; se libera al calentar | Ciclo térmico en la pieza, lento, y no adecuado donde la chapa ya ha sido tratada térmicamente a una condición precisa |
| Solo ajuste de borde | Rápido de configurar | La lámina se dobla entre las abrazaderas; aceptable solo en una lámina gruesa o en un pase de acabado ligero |
| Pestañas dejadas en el nido | Mantiene cada isla mecanizada unida hasta el final | Las pestañas tienen que cortarse después, y esa es una segunda operación que puede distorsionar la pieza terminada |
Resorte y el filo de corte
El bajo módulo elástico del titanio significa que vuelve más que el acero bajo la misma carga, y en una sección delgada la deflexión es lo suficientemente grande como para que la herramienta pueda ser empujada por debajo de la profundidad prevista y luego levantada de nuevo en el corte en el siguiente diente. El síntoma habitual es una pared que mide más de lo debido en la parte superior y del tamaño correcto en la parte inferior, o un suelo que no está plano.
La parte contraintuitiva es la preparación del filo. Un filo muy afilado y altamente positivo en titanio delgado tiende a penetrar y luego fallar; un afilado controlado o un pequeño radio de filo distribuye la carga y mantiene el corte estable. Cortar con una herramienta desgastada es aún peor, porque un filo desgastado roza, y el roce sobre el titanio endurece la superficie, lo que aumenta la fuerza en la siguiente pasada.
Calor, y la ausencia de un lugar donde ponerlo
El titanio conduce el calor de manera deficiente. En un bloque, la masa circundante actúa como un sumidero. En una lámina delgada no hay masa: el calor permanece en el corte, y la lámina tiene poca rigidez para resistir la expansión térmica que sigue. Los controles prácticos son mantener la herramienta en contacto en lugar de permanecer en un punto, usar un refrigerante dirigido y abundante en lugar de inundar, y realizar los pasadas de acabado con una herramienta afilada, ligeramente afilada y con un compromiso radial pequeño.
Qué poner en el dibujo
La planitud, la tolerancia de espesor y el datum desde el cual se miden deciden si la pieza es inspeccionable o no. Si la función depende de que la lámina permanezca plana en servicio, digálo y dé la condición, porque una indicación de planitud por sí sola no le dice al taller que alivie el esfuerzo, y una lámina no aliviada se moverá después de salir de la máquina.
Preguntas frecuentes
Preguntas frecuentes
¿Por qué la lámina delgada de titanio se deforma mucho más que el acero?
Se multiplican dos razones. El titanio tiene un módulo elástico más bajo que el acero, por lo que vuelve más al estado original con el mismo esfuerzo, y la resistencia a la flexión disminuye con el cubo del espesor, por lo que una sección delgada es mucho más flexible que una gruesa. La fuerza de corte no disminuye con el espesor al mismo ritmo, por lo que el desequilibrio aumenta rápidamente a medida que la lámina se vuelve más delgada.
¿Qué causa que una pared de chapa de titanio mida más grande en la parte superior?
Normalmente, primero hay desviación seguida de retroceso elástico. La lámina se empuja fuera de la herramienta bajo carga, la herramienta toma menos material del que se le indica, y el material vuelve parcialmente a su posición cuando se retira la carga. Es un problema de sujeción de la pieza y de contacto con la herramienta antes de ser un problema de desgaste de la herramienta.
¿Deben las herramientas de corte estar afiladas o refinadas para una lámina delgada de titanio?
Afilado ligeramente para la mayoría del trabajo de secciones delgadas. Un filo muy afilado y altamente positivo en titanio delgado tiende a hundirse y luego astillarse o fallar, mientras que un afilado controlado distribuye la carga y mantiene el compromiso estable. La excepción es un pase de acabado fino en una lámina bien apoyada, donde un filo afilado deja una mejor superficie.
¿Cómo se mantiene la planitud después del mecanizado?
Al apoyar la lámina a lo largo de toda la cara durante el corte y al controlar la condición de tensión antes del corte. Una indicación de planicidad en un dibujo por sí sola no le indica al taller que alivie la tensión, por lo que una lámina que se mecaniza plana mientras está bajo tensión se moverá después. Si la planicidad es importante en servicio, indique la condición así como la tolerancia.
Preguntar sobre el mecanizado de láminas delgadas
Envíe el dibujo con la calificación y la especificación vigente. Confirmaremos el formato del material, la ruta del proceso, el plan de inspección y una fecha por escrito junto con la cotización.