La solución universal para la fabricación de engranajes

Sin engranajes no se movería prácticamente nada en un coche. Estas piezas no sólo se emplean en el árbol de transmisión. La dirección asistida, los elementos de mando, los engranajes auxiliares (por ejemplo para ajustar la posición del asiento) y diferenciales son inimaginables sin elementos dentados, además, ante la presencia cada vez mayor de los sistemas de propulsión híbridos, el número de ruedas dentadas debería aumentar incluso más. Los materiales empleados en un coche abarcan una amplia gama desde tipos muy resistentes de acero hasta plásticos relativamente blandos. Por eso, los planificadores de la industria subcontratista se encuentran ante una cuestión muy difícil: ¿qué soluciones de fabricación ya están preparadas hoy en día para este desarrollo, ya que en muchos componentes se modificaran los tamaños de lote, la geometría de piezas e incluso el material empleado?

“Sobre esta pregunta giró el desarrollo de la talladora por generación K 300”, explica Jörg Lohmann de la filial de Emag, Koepfer. “Construimos una instalación que, resumiendo, significa una solución universal. Los elevados valores de potencia se pueden usar en distintas áreas de la producción de elementos dentados.” Esto se aplica en una primera instancia a la posible gama de piezas: en la K 300 se puede mecanizar, por ejemplo, un eje de piñones con módulo 1 como una rueda helicoidal grande con módulo 4. Se emplean distintos materiales como aleaciones de acero, aluminio, latón, bronce y hasta plásticos. Un punto fuerte de la máquina se puede observar directamente antes del inicio de la producción, se trata de los tiempos de preparación extremadamente cortos: mediante sistemas de amarre rápido para el husillo principal, el contrapunto y la sujeción de la fresa se puede equipar completamente en sólo aproximadamente 20 minutos, incluida la automatización. Esto es posible gracias a la aplicación inteligente de técnicas NC, ya que los equipos de automatización se pueden preparar para la siguiente pieza a través de funciones ‘teach-in’. Incluso la fuerza de sujeción del contrapunto está registrada en el programa. Además la máquina es muy accesible. Los desarrolladores Koepfer mantuvieron los recorridos que debe realizar el usuario cortos y diseñaron la máquina de forma ergonómica. Se puede preparar en muy poco tiempo para la siguiente tarea de producción. En la K 300 se puede elegir entre un mecanizado húmedo o en seco, la buena accesibilidad para el equipamiento siempre está garantizada.

Durante el mecanizado, distintas soluciones de alta tecnología demuestran su efectividad en la K 300: en la K 300 los ingenieros apuestan por un bancada amortiguante de las vibraciones realiyada en hormigón-polímero en combinación con un tipo de construcción ‘Caja cerrada’, es decir, un tipo de construcción de bastidor cerrado en la que los alojamientos del husillo principal y del contrapunto están unidos por un puente. Esta construcción garantiza la mayor rigidez ante las grandes fuerzas de sujeción y mecanizado que surgen durante el tallado por generación. La estabilidad mejora directamente la calidad de dentado de la pieza. Lo mismo se aplica a la estruc-tura termosimétrica de la máquina. Por un lado, las masas del husillo principal y el contrapunto son similares, por el otro, se han colocado de forma precisa las fuentes de calor, como por ejemplo, el armario de conexiones. Esta ubicado en la parte posterior de la máquina como si fuera una mochila. Esta construcción garantiza una termoestabilidad excelente y, por lo tanto, un proceso estable.

Además, cabe destacar la posición del cabezal portafresas. Está 45º inclinado. De esta forma se garantiza un buen flujo de las virutas.

Generalmente se pueden aplicar distintas tecnologías de dentado, como por ejemplo, tallado por generación de alto rendimiento, tallado-descortezado por generación y fresado duro de engranajes cilíndricos. Pero también se pueden realizar el tallado plongeé por generación y el tallado tangencial por generación de coronas sinfin. Además, se pueden fresar engranajes cónicos de dientes rectos mediante el procedimiento Conikron o procedimientos parciales. Servomotores con refrigeración líquida en todos los ejes relevantes para el proceso impulsan el avance rápido del mismo. Lo que significa que: No hay ningún tipo de elementos de transmisión mecánica y por lo tanto no hay ‘holgura’, ni en el accionamiento de la pieza ni en el de la fresa madre. Su vida útil aumenta de forma notable, los gastos de herramienta bajan y la calidad de fresado que se puede alcanzar es muy elevada. Además, la K 300 cuenta con ejes NC para herramientas auxiliares para el desbarbado y (si se desea) con sensores mediante los cuales se puede posicionar el engranaje de forma precisa en cuanto a taladros de marca, planos de taladro, ranuras u otros engranajes.

Contando los siete ejes de herramientas, los ejes NC auxiliares y los restantes ejes de automatización disponibles, en la K 300 se emplean hasta 15 ejes de control NC. Garantizan una productividad muy elevada. La solución básica para la automatización es el rápido dispositivo de carga Koepfer con pinza en V, adecuado para piezas de hasta 10 kg. Para el mismo hay disponibles cargadores de piezas en bruto o acabadas (p. ej. cargadores por gravedad o de cadena), acumuladores rotativos y sistemas de colocación de piezas (p. ej. colocación por cintas transportadoras con hendiduras).

La flexibilidad real de la K 300 la muestran sus ámbitos de aplicación actuales. Este tipo de máquina se emplea en todo el mundo, y no sólo en la industria automovilística. Sobre todo los proveedores subcontratados del sector del tallado de engranajes, fabricantes de reductores y plantas de producción de la cadena de suministro del sector aeronáutico emplean esta solución de alta tecnología. La gama de piezas abarca desde elementos centrales de engranajes en series millonarias a piezas individuales hasta el tamaño de lote 1. Se trata de aplicaciones “rapid-prototyping” del sector aeronáutico o del deporte de motor. Algunos usuarios incluso fabrican engranajes de plástico las cuales se utilizan en sistemas de dirección asistida de automóviles. – Se debe recordar que los expertos en tallado de engranajes de KOEPFER equipan las máquinas con la tecnología más idónea para la aplicación concreta. Por ejemplo hay disponibles, un dispositivo aspirador para el fresado en seco, un dispositivo aspirador de niebla de aceite, distintos sistemas de desbarbado, amortiguadores de vibración, sensores para la orientación automática durante el fresado por generación-roscado y mucho más.

En el desarrollo de la K 300 han colaborado mucha experiencia y conocimientos prácticos. El usuario se beneficia de una de las talladoras por generación más flexibles y universales del mercado. “Se puede emplear en muchos campos. Esto es una ventaja determinante”, afirma el Sr. Lohmann. Además, los expertos de tallado de engranajes le ayudan a sus clientes a modernizar estrategias de mecanizado tradicionales: en numerosas ocasiones se pueden evitar procesos posteriores en la pieza mediante la aplicación de estrategias de fresado de acabado. La cadena de procesos se acorta notablemente y los gastos de producción y por unidad se reducen. “Muchos de nuestros clientes son mucho más competitivos gracias al uso de la K 300”, concluye Lohmann.

Ventajas

• Precisión: accionamientos directos en todos los ejes relevantes para el proceso
• Estabilidad: estructura cerrada y termosimétrica
• Flexible: tallado por generación, tallado- descortezado por generación, tallado plongeé por generación, tallado tangencial por generación, etc.
• Automatizada: incluido el dispositivo de carga en V y los cargadores de piezas en bruto y acabadas
• Fácil de equipar: cambio de equipamiento para otra pieza en menos de 20 min.
• Completa: Ejes NC auxiliares para desbarbador, amortiguador de vibraciones o soportes para sensores.