Introducción:

La era digital ha supuesto una transformación integral de las máquinas herramienta y, en las últimas décadas, los procesos de mecanizado han experimentado cambios revolucionarios gracias a la digitalización generalizada.

Los equipos de procesamiento de engranajes también se han actualizado completamente con tecnología digital, alterando significativamente las técnicas de procesamiento. Incluso los productos de engranajes complejos son ahora más fáciles de procesar y se ha ampliado la variedad de técnicas. Se estima que en la actualidad existen más de 20 procesos diferentes de fabricación de engranajes, que se resumen a continuación:

1. Fresado de engranajes (distinguiendo entre fresas estándar y fresas de forma)

2. Tallado por tallado de engranajes (fresadoras por tallado, realizadas principalmente con fresadoras CNC y máquinas compuestas de torno-fresado de cinco ejes)

3. Conformación de engranajes (utilizando máquinas conformadoras CNC y cortadoras moldeadoras)

 

4. Afeitado de engranajes (utilizando máquinas de afeitar y cortadoras de afeitar)

5. Torneado de engranajes (utilizando máquinas herramienta de cinco ejes y herramientas de torneado especializadas)

6. Rectificado de engranajes (usando rectificadoras CNC y muelas abrasivas)

7. Pulido de engranajes (utilizando máquinas bruñidoras y herramientas de bruñido para mecanizado de superprecisión)

8. Procesamiento de electroerosión por hilo (procesamiento de electroerosión por hilo para engranajes rectos)

9. Metalurgia de polvos (prensado de moldes, sinterización por calentamiento, tratamiento térmico y postratamiento)

10. Corte por chorro de agua (corte por chorro de agua CNC para engranajes rectos)

11. Corte por láser (corte por láser CNC para engranajes rectos)

12. Brochado de engranajes (utilizando brochadoras CNC y procesamiento de ranuras internas)

13. Cepillado de engranajes (usando cepilladoras y herramientas de cepillado de formas)

 

14. Mecanizado electroquímico (mediante electroerosión y mecanizado electrolítico químico)

15. Procesamiento de estampado (moldes de punzonadora CNC para estampar engranajes rectos)

16. Spin Forming (un tipo de extrusión en frío, que incluye hilado en frío y en caliente)

17. Laminación de engranajes (utilizando máquinas laminadoras de engranajes y herramientas de laminación)

18. Raspado de engranajes (utilizando máquinas raspadoras de engranajes CNC y herramientas de raspado), adecuado para producción en masa.

19. Procesos de fundición (incluida la fundición de precisión con sol de sílice y la fundición en arena)

Procesos de fabricación de engranajes

II. Introducción a las etapas de procesamiento de engranajes

1. Procesamiento de engranajes en blanco

Después del tratamiento térmico, las piezas en bruto se mecanizan. Esta etapa prepara principalmente la pieza en bruto del engranaje para el procesamiento posterior de los dientes del engranaje, asegurando que el orificio interno y la cara del extremo cumplan con los requisitos técnicos especificados.

2. Procesamiento de dientes de engranajes

Esta etapa se centra en el mecanizado fino de la forma del engranaje, lo que da como resultado engranajes que cumplen plenamente con las especificaciones del plano. La precisión de los dientes del engranaje lograda en esta etapa debe cumplir con los requisitos para el mecanizado de precisión final.

3. Tratamiento térmico

Si no se requiere endurecimiento, el procesamiento de los dientes del engranaje completa la fabricación del engranaje. Para los engranajes que necesitan endurecimiento, el proceso garantiza que la superficie del engranaje cumpla con los requisitos de dureza especificados.

4. Acabado de los dientes de los engranajes

Los engranajes que han sido endurecidos normalmente necesitan un acabado para corregir cualquier deformación causada por el endurecimiento y mejorar aún más la precisión de los dientes y la rugosidad de la superficie para cumplir con los requisitos de precisión finales.

5. Procesamiento de extremos de engranajes (posprocesamiento)

El procesamiento de extremos de engranajes incluye tratamientos como redondeo, biselado y desbarbado. Estos procesos facilitan un engrane más fácil cuando el engranaje se desliza axialmente y eliminan los bordes afilados para evitar astillas durante la transmisión.

Las formas de dientes involutos son las más comunes. Los principales métodos de procesamiento para formas de dientes involutos se dividen en dos categorías: métodos de formación y generación. A continuación se muestran varios procesos de fabricación de engranajes obtenidos de la web.

1. Fresado de engranajes

Utilizando fresas de disco o de dedo, el fresado de engranajes pertenece al método de formación, donde el perfil de los dientes de la fresa corresponde al espacio entre los dientes del engranaje. Este método es menos eficiente y preciso, adecuado para la producción de lotes pequeños.

2. Rectificado de formas

También es un método de conformado, pero menos común debido a la dificultad de rectificar las muelas.

3. Tallado de engranajes

El tallado de engranajes, un método de generación, funciona según el principio de engrane de un par de engranajes helicoidales. El prototipo de la placa es un engranaje helicoidal con un gran ángulo de hélice, normalmente con pocos dientes (normalmente z=1) y dientes largos que forman un gusano con un pequeño ángulo de hélice. Después del ranurado y flanqueado, se convierte en una encimera con bordes cortantes y ángulos libres.

4. Afeitado de engranajes

Común en la producción en masa de engranajes no endurecidos, el afeitado de engranajes utiliza una cortadora y la pieza de trabajo en un movimiento de engrane libre. El relativo deslizamiento entre ellos elimina las finas virutas de la superficie del diente, mejorando la precisión. El afeitado también puede crear una corona para mejorar el área de contacto.

5. Dar forma a los engranajes

Otro método de generación, la conformación de engranajes, implica que la cortadora de conformación y la pieza de trabajo engranen como un par de engranajes cilíndricos. El movimiento alternativo del cortador formador es el movimiento principal, mientras que su movimiento de rotación con la pieza de trabajo es el movimiento de avance.

6. Método de generación de molienda

De manera similar al tallado de engranajes, el rectificado por método generativo es un método de acabado de precisión, especialmente para engranajes endurecidos. Puede utilizar muelas abrasivas sin fin, muelas abrasivas cónicas o muelas abrasivas de disco.

7. Pulido de engranajes

De manera similar al afeitado de engranajes, el bruñido de engranajes utiliza una rueda de bruñido y la pieza de trabajo engrana sin juego. El deslizamiento relativo con la presión aplicada pule los dientes del engranaje.

8. Electroerosión por hilo

Abreviatura de mecanizado por descarga eléctrica, la electroerosión por hilo se desarrolla a partir de la perforación y el conformado por electroerosión, ampliando sus aplicaciones y reemplazando parcialmente los métodos tradicionales de electroerosión.

La fabricación de engranajes es un proceso muy complejo que requiere las técnicas correctas para permitir una producción eficiente. Cada etapa debe alcanzar dimensiones precisas.

El ciclo de fabricación de engranajes generalmente incluye torneado, tallado de engranajes, conformación de engranajes, afeitado de engranajes, torneado en duro, rectificado de engranajes, bruñido de engranajes, taladrado, rectificado de orificios internos, soldadura y medición. Los sistemas de sujeción adecuados son cruciales para estos procesos, que se introducirán junto con las herramientas y técnicas de procesamiento de engranajes.

Descripción general completa de las herramientas y técnicas de procesamiento de engranajes