MX2010007582A - Metodo y aparato de elaboracion no giratoria de agujero por medio de fracturacion controlada. - Google Patents

Abstract

Un método y aparato para la producción de un agujero en cualquier material por medio de una fracturación controlada que utiliza un maquinado no giratorio incluye las etapas de fijar una pieza de trabajo en la mesa de la herramienta de máquina no giratoria de elaboración de agujero (103). La herramienta de corte es entonces fijada en la columna de la herramienta de máquina (105) y la cara de la herramienta de corte es situada perpendicular a la línea central del agujero propuesto (107). La superficie de la pieza de trabajo es aproximada a la herramienta de corte hasta un nivel predeterminado de huelgo (109). Posteriormente, la herramienta de corte es movida con fuerza suficiente para inducir una deformación instantánea en el material de la pieza de trabajo hasta una profundidad necesaria (111) para crear un agujero del tamaño y la forma que se desea utilizando un mecanismo de impulsión (113). A continuación, la herramienta de corte es nuevamente situada, de modo que la cara de la herramienta de corte sea perpendicular a la línea central del agujero subsiguiente que será producido (117).

Description

DO Y APARATO DE ELABORACION NO GIRATORIA DE AGUJ MEDIO DE FRACTURACION CONTROLADA Campo de la Invención La presente invención se refiere, de manera elaboración de agujero, y de manera más específi ración de agujero por medio de fracturación c respecto a los procesos de electrólisis, ab mación plástica utilizando herramientas de má orias .

Antecedentes de la Invención La Iniciativa de Propulsión de Manufactura , por sus siglas en inglés) de la Fuerza Aére os Unidos ha identificado limitaciones en las te les de manufactura para el maquinado de agu amiento necesarios ara maximizar el rendim producir agujeros, existe un número de problemas estos métodos de maquinado que no funcionan b ir con las demandas actuales de Diseño y manuf iotores avanzados de turbina de avión de caza.

Estos problemas incluyen una baja producti za el taladrado de agujero pequeño en vista los complejos de miles de agujeros de enfriamien única, así como también, la falta o car atización que genera un control inadecuado del ñera general, este control inadecuado del proce ista de la dependencia de la intervención inte dor que es utilizada para perforar o taladra " . Los problemas también pueden estar relacionad de precisión y grado de repetición en la ubic ro y en la ausencia de la compensación de parte- evitar el establecimiento de dificultades en o as y el trabajo de la delaminación que increm o de una falla prematura de la parte. Varias lim incapacidad de EDM, el corte por láser y el tal mienta dura para producir agujeros en ángulo, ag dos y paredes de agujero cónico o ensanchado ta roblema que se agrega a la incapacidad de nar materiales no metálicos tales como los comp de carbono. Cuando se utilizan estos proces ca anterior, podrían presentarse rebabas, su as de pared de agujero y otros defectos de entes en el taladrado de herramienta dura de m ieos, así como también, la formación de f as, separación, delaminación y otros defectos i taladrado de herramienta dura de materiales c bra de carbono. Finalmente, el corte por láser p o de uemado de las su erficies de arte en la p la producción de velocidad completa de los compo de turbina que tienen arreglos complejos de ros de enfriamiento.

Breve Descripción de las Figuras Las figuras que la acompañan, en donde lo os de referencia se refieren a elementos idé onalmente similares a través de todas las adas y que junto con la siguiente descripción ncorporados y forman parte de la especificació ilustrar adicionalmente las distintas modalidade car varios principios y ventajas, todo de acuer nte invención.

La Figura 1 es un diagrama de una gráfica lustra las etapas de acuerdo con una modalidad d invención.

La Figura 2 es un diagrama de una gráfica jemplo, las dimensiones de algunos de los ele figuras podrían ser exageradas con relación ntos para ayudar a mejorar el entendimiento idades de la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención Antes de la descripción en detalle de las mo están de acuerdo con la presente invenci varse que las modalidades residen principal naciones de etapas de método y componentes de ionados con la elaboración de agujero no girat de fracturación controlada. En consecuen nentes de aparato y las etapas de método sentados en donde sea adecuado a través de los ncionales en las figuras, mostrando sólo a ies específicos que son pertinentes para el ente s modalidades de la presente invención a fin de entidades o acciones. Se pretende que los rende" , "que comprende" , o cualquier otra vari ismos, cubran una inclusión no exclusiva, de ma oceso, método, artículo o aparato que comprende lementos no incluya sólo aquellos elementos a incluir otros elementos no enlistados, d sa, o inherentes a este proceso, método, ar to. Un elemento precedido por "comprende... es restricciones, no impide la existencia de onales idénticos en el proceso, método, ar to que comprende el elemento.

De acuerdo con una modalidad de la inven a 1 ilustra un método de elaboración de ag oria 100 que emplea la fracturación controla ra con la deformación plástica de materiales m estos de fibra de carbono y otros materia 2009, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR CO URE MACHINING" todas las cuales se incorpora te como referencia, enseñan el uso de métodos nformado y maquinado de materiales sin el uso de quinado de tipo giratorio. En forma similar, la ra un subproceso 200 que ocurre en el pr cción de un agujero maquinado no giratorio. El nza en 101, en donde una pieza de trabajo es fij de la herramienta de máquina no giratoria de el gujero 103. La herramienta de corte es fijad na de la herramienta de máquina 105 que contiene o mecanismo para mover o impulsar la herramienta de trabajo. Mediante una combinación de ra l y giratorio (de cualquiera o ambas de la m na a lo largo de los ejes lineales y g ncionales hacia las herramientas de máquina co que un agujero que tenga el tamaño y la forma d herramienta de corte es forzado a pasar a trav . de trabajo 111.

Como se ilustra en la Figura 2, el ag cido por la fuerza de la herramienta de cort hacia la pieza de trabajo suficiente para pro rzo o deformación instantánea en el material de abajo. La deformación instantánea ocurre cuando ico y la resistencia a la fractura del mate idos, de manera simultánea. La inducción mación instantánea en el material de la pieza d medio del método de la presente invención pro n bandas de corte a lo largo del perímetro de l rramienta de corte en una dirección perpendicu de la herramienta de corte 111A. El calor gen fuerza es concentrado en las bandas de corte Sobre la cara de la herramienta de corte qu rofundidad predeterminada de agujero, la colum rramienta de corte de la pieza de trabajo hasta iente para reajustar la herramienta de corte y r la pieza de trabajo, según sea necesario, 1 so es conseguido sin que la herramienta y la jo interfieran entre sí. Posteriormente, se minación si la herramienta de corte será reajus cir otro agujero 115. Si fueran deseados más agu ismo de impulsión reajusta la herramienta de s de la combinación del movimiento lineal y gira uiera o ambas de la mesa y la columna, la jo es nuevamente situada, de modo que la ca mienta de corte sea perpendicular a la línea ce ente agujero 117.

A continuación, se toma la determinación si ciones de las herramientas de corte utilizando e ratorio de elaboración de agujero, la mesa sitúa abajo para la remoción de la herramienta de máq riormente, el proceso finaliza y es completado e Aquellas personas expertas en la técnica re a fracturación controlada es superior a la elec roceso de remoción de material empleado por nos de velocidad, precisión, productiv abilidad a materiales no metálicos. La fra olada es superior a la ablación, el proceso de aterial empleado por el corte de láser en té idad, precisión, productividad y la ausencia de de impacto de pared trasera. La fracturación c ior a la deformación plástica, el proceso de re ial empleado mediante el taladrado de herramie e ambos procesos rompen el material de la , sino que en su lugar es removido mediante la f rgo de las bandas de corte que son perpendicula de la herramienta. De esta manera, un ag cido con rapidez en el tamaño y forma de la ca mienta sin el calor expansivo de la deformación se genera a medida que la deformación se acumu ial. Además, el contorno del agujero es limpio y as u otros defectos debido a que la fuerza de el agujero en lugar de rasgar el material para ujero. Además, la variación de la fuerza de imp rramienta podría permitir que la difusión cont andas de corte produzca agujeros cónicos y ens stas razones, la fracturación controlada es supe mación plástica en términos de velocidad, p ctividad, mitigación o eliminación de reb íales metálicos y la de laminación de los comp ser incluido en una diversidad de configuracion idades pueden ser comparadas con aquellas de las mputadora de control numérico (conocidas en la "centros de maquinado"), excepto que la ción no utiliza un husillo para girar una herra . En su lugar, la herramienta no giratoria de c moverse en un envolvente de trabajo de tres di ilizada de acuerdo con varias modalidades no g aboración de agujero de la presente invención, va en la Figura 3, un portador de herramient zado para reemplazar un husillo en el cual p a la herramienta no giratoria de corte (no se edio de ejemplo y no de limitación, la herra na podría ser configurada como una trituradora d ariz de bola utilizada para el maquinado o re orio. Normalmente, la herramienta tendrá la mi siones de la máquina. La herramienta de máquina a utilizando una fuerza generada a partir al men grupo de componentes electromagnéticos, neum ulicos. La máquina de w3 ejes" 300 utiliza una ? uperficies acanaladas 313, 315 y 317, 319 iento de la herramienta de elaboración de aguj de los ejes , Y e Z, por separado o d tánea, para situar la cara de corte de la herra icación específica que produzca un agujero que o y forma predeterminada en la pieza de trabaj ra) .

Todavía otra modalidad es una máquina de "4 tiene la totalidad del movimiento lineal de 3-ej na de "3 ejes" además del "eje giratorio" tir que la cara de corte de la herramienta sea s uier ángulo con relación a la superficie de la idad de la máquina de "4 ejes" es suficie tcir un agujero en una pieza de trabajo por uración controlada como se describió en la prese De esta manera, el método como se ilustr ras 1 y 2 y el aparato mostrado en la rcionan un proceso y aparato de precisión de el gujero que pueden ser utilizados sin los ef rsión de calor que son producidos por los pro corte por láser, o taladrado de herramienta dura, va en la Figura 3, una modalidad del present én opera utilizando una herramienta de máquin gurada de manera similar al centro de maqu ples ejes para el rectificado que facilite la in a de las tecnologías probadas de automatización.

En la especificación anterior, las mo íficas de la presente invención han sido descr ntos que pudieran provocar cualquier beneficio, ión para que ocurran o se vuelvan más pronunc interpretados como características o elementos ridos o esenciales de cualquiera o to ndicaciones. La invención simplemente es definid ndicaciones adjuntas que incluyen cualquiera ndas realizadas durante la suspensión de esta so los equivalentes de aquellas reivindicaciones cadas .

Se hace constar que con relación a esta método conocido por la solicitante para lle ica la citada invención, es el que resulta cla nte descripción de la invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como ante ma como propiedad lo contenido en las s ndicaciones: 1. Un método para la producción de un ag uier material por medio de fracturación c zando el maquinado no giratorio, caracterizad ende las etapas de : fijar la pieza de trabajo en una mesa mienta de máquina no giratoria de elaboración de fijar la herramienta de corte en la colum mienta de máquina; posicionar la cara de la herramienta ndicular a la línea central del agujero propuest aproximar la superficie de la pieza de traba mienta de corte hasta un nivel predeterminado de reposicionar la pieza de trabajo, de modo qu a herramienta de corte sea perpendicular a al de un agujero subsiguiente; y retraer la herramienta de corte del envol jo con base en la terminación del proceso de el ujero . 2. El método para la producción de un ag uier material por medio de fracturación c zando el maquinado no giratorio de conformida ndicación 1, caracterizado porque la etapa de er ujero además comprende las etapas de: utilizar la fuerza de la herramienta de c ir la deformación instantánea en el material de abajo, de esta manera, se provoca que las bandas n a partir de la cara de la herramienta de corte; concentrar el calor generado por la fuerza fijar una pieza de trabajo en una mesa mienta de máquina no giratoria de elaboración de fijar la herramienta de corte en la colum mienta de máquina; posicionar la cara de la herramienta ndicular a la línea central del agujero propuest aproximar la superficie de la pieza de trabaj mienta de corte hasta un nivel predeterminado de determinar la fuerza necesaria para crear e esto del tamaño y forma que se desean en terminado de huelgo; mover la herramienta de corte hacia la jo utilizando la fuerza necesaria, de manera ndidad crea un agujero a través de la pieza de t separar la herramienta de corte de la jo hasta un nivel predeterminado; rmidad con la reivindicación 3, caracterizad e comprende las etapas de : crear bandas de corte que emanan de la ca mienta de corte utilizando la fuerza de la herra · i formar grietas de conexión mediante la conc lor generado por la fuerza dentro de las bandas formar un pedazo en la pieza de trabaj ión del agujero utilizando la fuerza de la herra ; y expulsar el pedazo utilizando la herram . 5. Un método para la elaboración no gira ro, caracterizado porque comprende las etapas de: fijar una pieza de trabajo en una mesa mienta de máquina no giratoria de elaboración de mover la herramienta de corte hacia la jo utilizando la fuerza necesaria, de manera ndidad crea un agujero a través de la pieza de nte la creación de bandas de corte que emanan d herramienta de corte utilizando una fuerza de herramienta de corte; formar un pedazo en la pieza de trabaj ión del agujero utilizando la fuerza de la herra ; y expulsar el pedazo utilizando la herram . 6. El método para la elaboración de ag oria de conformidad con la reivindica terizado además porque comprende las etapas de: separar la herramienta de corte de la jo hasta un nivel predeterminado; de trabajo por medio de fracturación c zando un proceso no giratorio de maquinado, cara e comprende : una columna susceptible de ser movida; una herramienta de máquina acoplada con la el posicionamiento de la herramienta con relac de trabajo utilizando una combinación de mo les y giratorios a lo largo de ambos ejes orio; y en donde la herramienta de máquina es a suficiente en un movimiento sustancialmente li ir una deformación instantánea en la pieza de el corte de un agujero fracturado que tiene u terminada . 8. El aparato para la producción de un aguje de trabajo de conformidad con la reivindic terizado porque tanto el eje lineal como el eje ontrolados en forma mecánica y electrónica. 11. El aparato para la producción de un a ieza de trabajo de conformidad con la reivindi terizado porque la herramienta de máquina e zando la fuerza generada al menos a partir de de componentes electromagnéticos, neumá ulicos . 12. El aparato para la producción de un a ieza de trabajo de conformidad con la reivindi terizado porque la pieza de trabajo es un mat ico de compuesto de fibra de carbono.