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Con las rectificadoras de flancos de dientes de EMAG SU

Los acabados superficiales perfectos y tiempos de ciclo muy cortos permiten la movilidad eléctrica

Redacción Interempresas02/06/2023
El rectificado de engranajes atrae actualmente mucha atención, especialmente en la producción de componentes para accionamientos eléctricos. Los planificadores de la producción exigen nuevas soluciones para obtener una superficie perfecta que garantice su funcionamiento necesariamente suave a altas velocidades y grandes cargas de par. Un fabricante de máquinas de nicho de alta tecnología que pone en práctica estos requisitos es EMAG SU, con sus rectificadoras de flancos de dientes.

El especialista en rectificadoras de engranajes, con sede cerca de Bolonia (Italia), ha desarrollado el modelo G 160, por ejemplo, que incorpora un concepto especial de eje ‘virtual’ para obtener superficies microscópicamente casi perfectas. Al mismo tiempo, la tecnología de manipulación de materiales integrada reduce al mínimo los tiempos de ciclo. Eche un vistazo a los detalles del concepto que hace de EMAG SU una solución de rectificado de flancos de dientes de engranaje tan excepcional, así como a sus muchos otros diseños ganadores.

La electromovilidad está en auge y la competencia por tener la mejor solución se acelera. Casi todos los fabricantes de automóviles lanzaron nuevos modelos de vehículos eléctricos en 2022. ¿Qué significa esto para la planificación de la producción por parte de los OEM y los proveedores? “Por un lado, tienen que hacer frente eficazmente a cantidades de producción cada vez mayores, pero, aun así, tienen que garantizar un nivel de calidad cada vez mayor, ya que la alta carga de par de un motor eléctrico EV da lugar a requisitos especiales para las dimensiones de tolerancia ajustadas y el acabado superficial”, explica Alexander Morhard, especialista en Soporte Técnico de Engranajes de EMAG SU. “Este desarrollo es particularmente notable en el mecanizado de flancos de dientes en ejes y engranajes. Aquí es importante conseguir resultados dimensionalmente precisos en el rango de las micras (µm), ya que incluso una mínima ondulación en el acabado superficial de los componentes puede causar ruidos de interferencia en el rendimiento del accionamiento”.

La rectificadora generadora de engranajes G 160 se caracteriza por la estructura única de la máquina...

La rectificadora generadora de engranajes G 160 se caracteriza por la estructura única de la máquina. El movimiento simultáneo de todos los ejes da como resultado un tiempo de viruta a viruta inferior a 2 segundos.

G 160: tiempos mínimos de viruta a viruta

Con una amplia gama de innovaciones tecnológicas, EMAG SU demuestra cómo se puede mejorar la calidad en esta aplicación extremadamente precisa. La empresa ofrece una amplia gama de máquinas-herramienta que cubren todo el proceso de tallado del diente del engranaje. El rectificado de flancos de dientes, con los procedimientos alternativos de ‘rectificado generador’ y ‘rectificado de perfiles’, es un campo de aplicación clave. Con el “rectificado generador”, por ejemplo, la geometría del engranaje se ‘genera’ continuamente mediante una combinación de ejes múltiples, movimientos de máquina de alto rendimiento y muelas abrasivas bien mantenidas. El modelo G 160 de EMAG SU es la máquina más rápida del mercado para componentes de hasta módulo 3 con un diámetro exterior máximo de 160 mm. La velocidad de la G 160 es posible gracias a un innovador concepto de eje de deslizamiento con dos mesas de piezas paralelas que se turnan moviéndose a gran velocidad (con la ayuda de motores lineales duraderos y de alto rendimiento) hacia la muela abrasiva. Durante el tiempo en que se mecaniza un componente, el robot de carga inserta una pieza en bruto en el otro husillo, tras descargar primero la pieza terminada, según sea necesario. La alineación autocentrante, o “engrane”, de la muela con el componente de engranaje desbastado tiene lugar directamente en el husillo de la pieza, en posición de carga, en paralelo con la operación de mecanizado principal. El resultado es un tiempo de viruta a viruta entre los procesos de rectificado de sólo 1,6 segundos (un valor muy pequeño en comparación con las rectificadoras con mesas giratorias, en las que en algunos casos transcurren hasta cinco segundos para el mismo proceso). Aquí es importante señalar que el tiempo de rectificado real necesario para un componente típico, como una rueda de engranaje planetario, es de sólo unos 10 segundos. La diferencia entre los tiempos de viruta a viruta entre rectificados es, por tanto, un verdadero cambio de juego. El tiempo entre rectificado y rectificado se reduce significativamente, en unos 3 segundos (más del 20%), y la cantidad de salida aumenta masivamente. Se trata de un factor decisivo a la hora de planificar la fabricación de grandes volúmenes en el creciente mercado de la electromovilidad.

Debido al concepto de ejes de la G 160 de EMAG SU, el cabezal de rectificado es muy corto...

Debido al concepto de ejes de la G 160 de EMAG SU, el cabezal de rectificado es muy corto, lo que influye favorablemente en la reducción del comportamiento de vibración durante el rectificado.

El concepto de eje evita las ‘frecuencias fantasma’ en la superficie

Lo que también distingue a la tecnología de EMAG SU son las excepcionales calidades de superficie que el innovador concepto de eje que la G 160 hace posible. A diferencia de muchas otras rectificadoras por generación, no tiene eje tangencial. En su lugar, los ejes Y y Z ‘generan’ un eje tangencial ‘virtual’ mediante un movimiento simultáneo. Como resultado, el punto de contacto entre la muela y la pieza de trabajo está unos 100 mm más cerca del punto de pivote del eje de giro, lo que resulta beneficioso para el comportamiento de giro durante el proceso de rectificado. El punto de contacto de la muela varía, lo que suaviza la forma del engranaje para un mejor ‘engrane’ y mayores relaciones de rodamiento. El resultado es visible en la estructura superficial del componente acabado, ya que las ‘frecuencias fantasma’ en el rango de micras mencionado anteriormente desaparecen casi por completo. Además, la desviación del perfil de la forma del engranaje es muy baja, medida por el valor FFA (aproximación del campo de fuerza). La mejora del acabado y de la forma de los engranajes se debe en gran medida a la elevada rigidez del G 160 y a las innovadoras técnicas de EMAG SU. Numerosos ejes y ruedas dentadas de los sistemas de accionamiento eléctrico se benefician de esta cualidad.

La G 160 dispone de dos mesas de piezas de trabajo paralelas que se mueven alternativamente a gran velocidad a la muela abrasiva...

La G 160 dispone de dos mesas de piezas de trabajo paralelas que se mueven alternativamente a gran velocidad a la muela abrasiva. La unidad de reavivado integrada proporciona una seguridad de proceso adicional.

G 250: tiempos de ciclo cortos - máxima flexibilidad

Otro concepto de máquina interesante es la G 250, adecuada para componentes de hasta módulo 7, con un diámetro exterior de 250 mm. Con esta solución pueden fabricarse engranajes de accionamiento de ejes, ruedas dentadas o ejes con una longitud máxima de 550 mm, mediante rectificado por generación o rectificado de perfiles, con tiempos de ciclo cortos. Para ello, la máquina está equipada con 2 husillos de mesa para minimizar los tiempos muertos durante el proceso de fabricación. “Además, la flexibilidad de la máquina era muy importante para nosotros”, explica Morhard. “Por ejemplo, la G 250 también puede equiparse con muelas y tornillos sinfín muy pequeños”. La variante G 250 HS también dispone de un cabezal de rectificado de alta velocidad, que hace posibles 20.000 rotaciones por minuto, si se utiliza un tornillo sinfín de rectificado pequeño. Otras ventajas de este concepto de máquina

  • El rectificado por generación y el rectificado de perfiles se realizan en el mismo husillo de rectificado principal, por lo que la máquina no sufre desarrollo de calor (como cuando se utilizan husillos auxiliares para el rectificado de perfiles). Además, la máquina puede reequiparse para el procedimiento alternativo en cuestión de minutos.
  • El rectificado por generación también puede utilizarse para el mecanizado de piezas con contornos que interfieren, mediante el uso de tornillos sinfín generadores con un diámetro de raíz de hasta 68 mm. El resultado son tiempos de rectificado muy cortos. Todos los demás componentes pueden acabarse con una muela de perfil pequeño, con un tamaño de hasta 30 mm.
  • El centrado tiene lugar en la posición de carga, en paralelo con la operación de mecanizado principal.
  • La unidad de reavivado integrada garantiza la fiabilidad del proceso.

Para componentes grandes en camiones o en la fabricación general de engranajes, la rentable G 400 completa la gama superior de productos de EMAG SU para el rectificado por generación. Está equipada con una mesa de herramientas para componentes con un diámetro máximo de 400 mm y una longitud de eje de hasta 750 mm. Una característica importante para muchos usuarios: La máquina también se puede cargar desde arriba, ya que la carcasa dispone de una puerta en la esquina.

Rectificado por generación y de perfiles en la G 250: la máquina es excepcionalmente rápida y flexible

Rectificado por generación y de perfiles en la G 250: la máquina es excepcionalmente rápida y flexible.

Fortalecer cada vez más el mercado aportando puntos fuertes

Tiempos cortos de viruta a viruta, conceptos de ejes inteligentes, estabilidad térmica y mecánica, así como una elevada ‘facilidad de uso’, incluidas ventanas de introducción de datos paramétricos autoexplicativas. Con estas características de calidad, EMAG SU aumenta el rendimiento de los procedimientos de rectificado de flancos de dientes. Para adaptarse a distintos tamaños y tipos de muelas, se dispone de una variedad de husillos con la potencia y el rendimiento correspondientes. Además, la tecnología puede combinarse fácilmente con diferentes tecnologías de automatización. “Nos consideramos idealmente equipados para suministrar máquinas para las tareas de rectificado necesarias en el campo de la movilidad eléctrica, como demuestra un conocido fabricante de automóviles francés que actualmente utiliza con éxito varias rectificadoras EMAG SU para generar engranajes”, resume Morhard. “En los próximos años, queremos mejorar continuamente nuestra contribución a la demanda mundial de rectificadoras de engranajes de precisión para las exigencias de calidad cada vez mayores de los vehículos eléctricos”.

La rectificadora de engranajes G 250 de EMAG SU se ha diseñado especialmente para tiempos de ciclo cortos y una calidad superior...

La rectificadora de engranajes G 250 de EMAG SU se ha diseñado especialmente para tiempos de ciclo cortos y una calidad superior, y se utiliza para la producción en serie de engranajes con un diámetro exterior de hasta 250 mm y ejes con una longitud de hasta 550 mm.

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