Articulaciones de velocidad constante para la movilidad eléctrica

Neapco, un proveedor internacional de la industria automotriz, está recibiendo un creciente número de consultas sobre componentes para vehículos eléctricos. Un proyecto actual —un eje de transmisión fabricado por la empresa— también se utiliza en estos vehículos. La empresa, que tiene su sede en Düren, Alemania, confía en las fresas de punta de bola de Mapal para el mecanizado duro del anillo exterior de la junta de velocidad constante del eje de accionamiento.

La sede de Neapco, especializada principalmente en la producción de ejes de transmisión, ya ha recibido varias solicitudes de información sobre componentes para vehículos eléctricos. Esto no es de extrañar, ya que Neapco suministra ejes de transmisión a muchos fabricantes de automóviles de renombre desde la planta de Düren y se ha posicionado de forma óptima para esta tarea. “La tendencia hacia la movilidad eléctrica también se está haciendo visible en Neapco”, dice Ahmet Simsek, que está a cargo de la gestión de herramientas en la planta de Neapco en Düren. Y añade: “Recientemente hemos sido certificados según la norma IATF 16949 (gestión de calidad en la industria de la automoción), ya que se requiere un alto nivel de flexibilidad, eficiencia y calidad en un entorno tan competitivo”. Simsek está contento: “No sólo cumplimos con las expectativas de los clientes, las estamos superando”.

Neapco y Mapal empezaron a trabajar juntos mucho antes de que Industry 4.0 y los sistemas conectados se convirtieran en parte de los talleres de producción. “Debe haber sido a finales de los años 80 cuando empezamos a trabajar en nuestros primeros proyectos conjuntos”, Ahmet Simsek y Klaus Schwamborn, Area Sales Manager de Mapal, intentan reconstruir su historia de colaboración. “También hemos estado trabajando juntos con éxito en el área de fresado de juntas de velocidad constante (CV joints) desde hace algunos años”, dice Ahmet Simsek. Por eso, el fabricante de herramientas de precisión fue la primera elección a la hora de mecanizar las juntas CV en el proyecto actual, un eje de transmisión para un vehículo eléctrico. “Debido a nuestros muchos años de experiencia con Mapal, ellos fueron nuestra primera opción”, dice Ahmet Simsek.

La producción del eje de transmisión comenzó con éxito a principios de 2018, y el volumen de producción alcanzará las 35.000 unidades este año. “Utilizamos las fresas de punta esférica de Mapal para mecanizar las pistas de rodadura de bolas de lo que se conoce como campana o husillo de eje, para las que se especifican tolerancias estrictas”, dice Ahmet Simsek. Es importante que esta junta del eje de transmisión transmita el par con la menor influencia posible en la dirección, incluso en el caso de grandes ángulos de trabajo en los engranajes de transmisión de los vehículos de tracción delantera. Por esta razón, todos los requisitos de calidad, dimensiones y calidades de superficie deben cumplirse de forma consecuente con el proceso. Por ejemplo, el ángulo de contacto debe estar dentro de una tolerancia de +/- 5°.

El mecanizado de los husillos de ejes forjados en un centro de mecanizado del modelo EMAG VSC 250 Twin exige mucho de la máquina y de la tecnología de mecanizado. El material C50 mod. presenta una dureza entre 58 y 63 HRc después del endurecimiento por inducción. “Nuestras fresas de punta esférica se utilizan para el mecanizado duro final de las pistas de rodadura”, explica Klaus Schwamborn, que trabaja con Neapco desde hace muchos años. La herramienta, que tiene cuatro cuchillas soldadas de PcBN, elimina entre 0,2 y 0,4 mm de material.

La herramienta se conecta al portaherramientas a través de una conexión HFS propia de Mapal (Head Fitting System). El cabezal de fresado se introduce en el soporte con un tornillo de sujeción de alta resistencia. El cabezal de corte se alinea a través del cono corto de forma que sea preciso al micrómetro y se fija contra la superficie frontal para garantizar que se respeten las dimensiones longitudinales en relación con la superficie frontal HSK. Esta conexión altamente estable también permite una alta velocidad de avance.

“El mayor reto a la hora de diseñar la herramienta fue observar las tolerancias en términos de ángulo de contacto simétrico y calidad de superficie”, recuerda Schwamborn. En aras de una producción rentable, Neapco también valora una larga vida útil de las herramientas. “Sobre la base del profundo conocimiento que hemos adquirido a lo largo de muchos años, hemos adaptado la herramienta para que se ajuste exactamente a la aplicación y los requisitos de Neapco”, dice Schwamborn. La geometría de la herramienta se ajustó con precisión a los valores requeridos en cuanto a la holgura de la pista de rodadura y a la osculación de las bolas que posteriormente se encuentran entre las pistas interior y exterior.

En pocos días, el proceso de mecanizado se interrumpió completamente a principios de 2018 y se cumplieron todos los requisitos de Neapco. “Mapal proporcionó un soporte técnico y asistencia óptimos durante el inicio de la producción”, confirma Ahmet Simsek. “La colaboración cooperativa, abierta y de confianza con nuestros socios es increíblemente importante para nosotros, y este es exactamente el tipo de relación que tenemos con Mapal”. Para mantener esta relación, Klaus Schwamborn, así como ingenieros de aplicación y especialistas de producto del fabricante de herramientas de precisión, visitan a menudo Neapco en sus instalaciones de Düren. Neapco también ha establecido un almacén de consignación con las herramientas de Mapal.

Neapco utiliza muchas otras herramientas Mapal para su fabricación, principalmente herramientas de mandrinado fino, así como taladros y fresas de metal duro. “También utilizamos el servicio de rectificado y enviamos nuestras herramientas al fabricante de herramientas de precisión para su reacondicionamiento”, concluye Ahmet Simsek.