RECTIFICADO 77 consecuencia, el proceso de rectificado generador de alta productividad también se utiliza generalmente como proceso de mecanizado fino en la producción en serie de engranajes para e-transmisión. El reto para Kapp Niles, como especialista en el mecanizado fino en duro de engranajes, es implementar un proceso de rectificado generador que sea productivo y, sobre todo, optimizado en términos de dinámica del ruido. Achim Stegner, responsable de predesarrollo en Kapp Niles, describe los fundamentos de este proceso: “Dependiendo de las modificaciones del engranaje definidas en la fase de diseño, como las correcciones de línea, la convexidad de anchura, la retracción de la cabeza, así como los enclavamientos de perfil y línea típicos del proceso, se producen ruidos característicos en la transmisión durante el engrane, que pueden asignarse a frecuencias de engrane de dientes específicas. A su vez, toda la transmisión presenta también propiedades características en lo que respecta al ruido estructural y a la radiación, en función del diseño constructivo. Esto se estimula en la frecuencia de engrane del diente y sus múltiplos. Los fabricantes intentan minimizar este efecto en la medida de lo posible adaptando el diseño de la transmisión y los engranajes”. De momento, estas consideraciones sólo se aplican a los engranajes ‘perfectos’. Pero, por supuesto, como cualquier otro componente mecánico, los engranajes también generan desviaciones respecto a la geometría objetivo ideal en la producción en serie. Éstas tienen diferentes causas y efectos, como explica Achim Stegner: “Además de la estimulación causada por el engrane del diente, hay otras variables de perturbación que pueden dar lugar a ruidos en el engrane del diente. Se manifiestan como ‘frecuencias fantasma’. “Se trata de frecuencias que no coinciden con las frecuencias de engrane del diente y sus múltiplos, y que pueden introducirse sin más en el componente durante el rectificado”, añade. Las ‘frecuencias fantasma’ están causadas por irregularidades mínimas que son casi imposibles de evitar por completo en la producción en serie. La situación es especialmente crítica cuando estas desviaciones coinciden casi exactamente con la circunferencia de un engranaje, ya que se produce una estimulación armónica. Se necesita mucha pericia y experiencia en el proceso para reconocer las razones de tales irregularidades y, si es posible, evitarlas desde el principio. La causa de estas averías puede encontrarse, por ejemplo, en los accionamientos de los ejes de la máquina herramienta utilizada. Los motores eléctricos tienen ciertos momentos pendulares. Los sistemas de medición trabajan con recuentos de líneas discretos y errores de excentricidad finitos de montaje. Por último, pero no por ello menos importante, el estado de equilibrado y los rodamientos de los husillos pueden contribuir a posibles irregularidades. Unas ondulaciones tan pequeñas como 0,1 μm pueden provocar ruidos en los engranajes. Achim Stegner explica algunas causas más: “Toda máquina tiene vibraciones naturales. Por ejemplo, la frecuencia natural típica de un husillo portapiezas es de unos 250 Hz. Esto también puede reproducirse exactamente en la pieza si la constelación de velocidades en el proceso de rectificado generador es desfavorable. Podemos eliminar tales efectos mediante la elección inteligente de una ventana de velocidad adecuada durante el mecanizado”. Una vez agotado el potencial de optimización en el lado de la máquina, también hay una serie de opciones tecnológicas para mejorar la calidad de los componentes en términos de dinámica del ruido. Entre ellas se encuentran, por ejemplo, la selección del número de marchas del tornillo sinfín de rectificado, la relación de velocidad durante el reavivado y el rectificado, la velocidad de acabado y el avance. NO TODOS LOS ERRORES SON IGUALES A grandes rasgos, existen dos tipos típicos de patrones de error en el rectificado de engranajes en serie: por un lado, surgen tendencias que muestran un cambio continuo de las características. Por otro lado, hay componentes individualmente conspicuos. Las tendencias suelen ser más fáciles de controlar. Pueden deberse, por ejemplo, al desgaste gradual de un tornillo sinfín de rectificado. Si en este caso se superan las tolerancias de fabricación permitidas, suele bastar con acortar el ciclo entre dos procesos de rectificado. También pueden reconocerse fácilmente durante las pruebas de los componentes por una Rectificado de un engranaje de transmisión electrónica. Foto: Kapp Niles.
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