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Análisis termomecánico del proceso de taladrado en seco de la aleación de titanio-Ti6Al4V : daño térmico en el material

机译:钛-Ti6al4V合金干钻过程的热机械分析:对材料的热损伤

摘要

Los procesos de mecanizado constituyen en la actualidad el tipo de procesos de fabricación más ampliamente difundido en el sector industrial. El taladrado es especialmente importante dentro de este conjunto, ya que es un proceso ampliamente utilizado y que frecuentemente se realiza al final del proceso de fabricación, por lo que un fallo puede representar cuantiosas pérdidas. Las aleaciones de titanio se utilizan ampliamente en diferentes sectores industriales de elevada responsabilidad debido a propiedades como su alta resistencia específica, que se mantiene a temperaturas elevadas, y a su elevada resistencia a la corrosión. En concreto, la aleación Ti6Al4V es la más empleada, especialmente en la industria aeroespacial. El daño térmico del material que se produce en los procesos de mecanizado de las aleaciones de titanio es muy relevante debido a su baja conductividad térmica y a la elevada reactividad del titanio a altas temperaturas. El objetivo principal de esta Tesis es el análisis termomecánico del material en el proceso de taladrado en seco de aleación de titanio-Ti6Al4V orientado al control de la integridad superficial del componente. La acumulación de calor en el material es especialmente significativa en este tipo de procesos, lo que justifica el interés del objetivo planteado. Para ello, se realizaron ensayos de taladrado con herramientas con dos recubrimientos, considerando diferentes parámetros de corte. Durante el proceso se determinó la evolución de la fuerza de avance, el par torsor y la temperatura en el material. Con objeto de analizar variables termomecánicas de difícil determinación experimental, se desarrolló un modelo numérico tridimensional de Elementos Finitos, reproduciendo las condiciones de corte consideradas.
机译:机加工工艺是当前工业领域中使用最广泛的制造工艺类型。在这组钻具中,钻具尤为重要,因为它是一种被广泛使用的过程,并且经常在制造过程结束时进行,因此故障可能会造成巨大的损失。钛合金由于具有诸如在高温下保持的高比电阻和高耐腐蚀性等特性而被广泛用于高责任的不同工业领域。特别是,Ti6Al4V合金是使用最广泛的合金,尤其是在航空航天工业中。由于钛合金的低导热性和高温下钛的高反应性,因此在钛合金的机械加工过程中发生的材料热损伤是高度相关的。本文的主要目的是对钛-Ti6Al4V合金干钻过程中材料的热力学分析,旨在控制部件的表面完整性。材料中的热量积聚在这种类型的过程中尤其重要,这证明了所提出目标的兴趣。为此,考虑到不同的切削参数,使用具有两个涂层的工具进行钻孔测试。在此过程中,确定了材料中前进力,扭矩和温度的变化。为了分析难以通过实验确定的热机械变量,开发了三维有限元数值模型,再现了考虑的切削条件。

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