Es decir, pude presentarse las siguientes situaciones:

Transcripción

1 Unidad temática N 12: TALLADO DE ENGRANAJES El fresado de engranajes utilizando el aparato divisor de una fresa, presenta, en cierta medida, los siguientes inconvenientes: 1. Que después de mecanizar el hueco entre dientes, se debe accionar el punzón (manivela) sobre el disco divisor. Esta operación la efectúa el operador. Por lo tanto la misma, está sujeta a errores de orden personal (humano), ya sea por incorrecto número del conteo de vueltas y/o fracción de agujeros, o por no haber ajustado perfectamente la V que abarca n+1 agujeros. 2. Que es necesario contar con un juego de fresas para cada módulo, por mecanizar cada una de ellas un determinado número de agujeros. Por tal motivo y siempre que se debe construir un cierto número de engranajes se recurre al mecanizado que se denomina Tallado de engranajes. En este procedimiento la intervención del operador se reduce a la preparación de la máquina y colocación del material a mecanizar. Además el perfil de los dientes que se obtiene es más perfecto. Los métodos más comunes utilizados son los siguientes: a) por fresado continuo o por generación o sistema Pfauter; b) sistema Fellows; c) sistema Sunderland d) sistema Bilgram o Gleason. a. Sistema de fresado continuo o por generación (PFAUTER): en este procedimiento se utiliza una fresa (múltiple fresa) de características especiales denominada Tornillo-Fresa: (creador o fresa madre), que en definitiva es la unión de varias fresas entre sí. La misma se coloca en la porta fresa de una máquina herramienta denominada Creadora de engranajes. Durante el mecanizado la fresa y el material giran al mismo tiempo sobre sus ejes, como si engranaran entre sí, generando o construyendo el diente por envolvente de circulo o bien uno de ellos gira y el otro se desplaza. Es decir, pude presentarse las siguientes situaciones: Creador: a. Gira sobre su eje. b. Se desplaza longitudinalmente. Material: a. gira sobre su eje b. se desplaza axialmente. 1

2 La sección longitudinal de un creador es un peine lineal (similar a una cremallera), cuyo paso normales el del engranaje a construir; la sección del filete puede ser triangular, trapecial, etc. pero en todos los casos constituye una hélice. El creador puede ser cilíndrico o cónico y es esencial que el perfil de sus dientes sean rigurosamente exactos, es decir que no presente defectos y que su desgaste sea mínimo frente al material que se fresa. El fresado continuo o talla, no se limita exclusivamente a la construcción de ruedas dentadas cilíndricas de dientes rectos o helicoidales, sino que el procedimiento puede utilizarse también para fresar prismas de sección hexagonal, ruedas para cadenas articuladas, arboles estriados, etc. Para el fresado de engranajes con dientes rectos, la fresa madre se debe inclinar un cierto ángulo, equivalente al ángulo de inclinación de la hélice del creador con respecto al plano del disco a mecanizar. En definitiva el ángulo de inclinación dependerá del perfil normal de los dientes cortantes y del trabajo a realizar. 2

3 Si se desea tallar ruedas cilíndricas de dientes helicoidales, el ángulo de inclinación (del creador o material) depende del sentido de la hélice del creador. Si designamos por: Ángulo de inclinación de la hélice del creador. Ángulo de inclinación de los dientes de la rueda a construir. El valor del ángulo de inclinación que se debe dar a la pieza o a la fresa madre será:, si la inclinación de los dientes del creador es igual a la de los dientes a construir., si la inclinación de ambos tiene distinto sentido. b. Sistema Fellows: se denomina también de herramienta circular, por la forma de la cuchilla de corte que precisamente se denomina cuchilla Fellows, por el nombre de la casa fabricante. De allí también el nombre del método. Los dientes de la cuchilla o fresa de corte se construyen de tal manera que su periferia forme el filo de corte. El procedimiento, está basado sobre el principio de hacer girar sin desplazamiento, un engranaje alrededor del disco a mecanizar. A tal efecto el creador (E) se monta sobre una colisa porta herramienta (A), que se desliza entre dos guías (F), con un movimiento rectilíneo vertical alternativo. El material a mecanizar (R) se coloca sobre un plato giratorio (S) de eje vertical, paralelo a la trayectoria de la coliza porta herramienta. La operación de mecanizado se realiza de la siguiente manera: 1. Se coloca el creador con el módulo correspondiente al engranaje a tallar en la colisa (A) y el material en el plato giratorio (S). 2. Si el perfil del diente a construir se va a obtener en una sola pasada, se desplazan lateralmente los ejes del creador y de la pieza, hasta que los filos de los dientes del creador lleguen a la circunferencia primitiva de los dientes a tallar. Si el trabajo total 3

4 se va a realizar en más de una pasada, el desplazamiento lateral debe ser igual al espesor de corte por cada pasada. 3. Se desciende el engranaje creador, efectuando el corte total o parcial según corresponda. 4. Se eleva el creador. 5. Se hace girar en forma simultánea, el creador y el disco en trabajo e sentido contrario hasta la nueva posición de corte. 6. Se repiten las operaciones indicadas hasta completar el giro total del disco a tallar. De esta manera cuando la rueda a tallar gire una vuelta completa, se convierte en una rueda dentada (engranaje) con perfil a envolvente. Este sistema puede utilizarse también para la obtención de dientes helicoidales. Para lo cual el creador debe tener dientes de corte helicoidales, y además la colisa porta herramienta debe desplazarse con movimiento alternativo helicoidal vertical. c. Sistema Sunderland: denominada también de herramienta lineal, ya que si bien el principio de generación de los dientes es el mismo, la herramienta de corte es plana, similar a una cremallera, y por ello también se la denomina peine creador o generador. El mismo se monta sobre un disco graduado, que permite girarlo un cierto ángulo, para los casos que se quiera construir dientes helicoidales. El disco a su vez está colocado sobre un cabezal que puede desplazarse horizontalmente (4). A su vez el disco y por consiguiente el creador o peine, puede desplazarse verticalmente y lateralmente. La pieza a mecanizar gira sobre su eje. El mecanizado se realiza de la siguiente manera: 4

5 1. Se centra el peine creador con respecto al disco a mecanizar. 2. Se desplaza el cabezal longitudinalmente para que el filo de los dientes del peine alcance la circunferencia primitiva de los dientes a mecanizar, si el corte va a realizarse en una pasada o bien el espesor de pasada, si en necesario más de una. 3. Se realiza el corte del material por desplazamiento transversal del peine paralelo al eje del disco a mecanizar o según un cierto ángulo según se quiera construir dientes rectos o helicoidales. 4. Efectuado el corte se desplaza longitudinalmente el cabezal para desacoplar el creador y el disco. 5. Se gira el disco a tallar y se repite las operaciones mencionadas, hasta completar el giro del disco. d. Sistema Bilgram o Gleason: este sistema se utiliza para construir ruedas dentadas cónicas de dientes rectos o en espiral. Tallado de dientes rectos en ruedas dentadas cónicas: El método permite la construcción de dientes rectos en ruedas cónicas que no necesitan rectificado posterior. El mecanizado se realiza utilizando una cuchilla de corte perfil trapezoidal, animado de un movimiento rectilíneo alternativo sincronizado con una rotación planetaria. La operación de mecanizado se realiza de la siguiente manera: 1. La rueda a tallar se monta sobre un eje (A) que permite girar un cierto ángulo con respecto a la horizontal. El mismo posee en un extremo una rueda (C) troncocónica de igual conicidad que la del cono primitivo de la rueda a tallar. A su vez puede girar por un sistema de rueda dentada y tornillo sin fin (E). 2. Se coloca el disco a tallar en el extremo libre del eje y la cuchilla de corte conveniente de acuerdo al mecanizado a efectuar. 3. Se gira el eje para que la generatriz del diente a mecanizar quede horizontal, y se coloca la rueda tronco cónica que corresponda. 4. Se efectúa el corte del material por desplazamiento longitudinal de la cuchilla. 5. Se retira la herramienta de corte. 6. Se gira el disco en mecanizado el ángulo equivalente al paso del diente y se repite la operación de corte. Una variante del método lo constituye el de GLEASON A DOS CUCHILLAS, más moderno que el anterior. Como su nombre lo indica se utiliza dos herramientas de corte, animadas de un movimiento rectilíneo alternativo y uno de traslación de avance. La rueda a tallar a su vez tiene un movimiento periódico de rotación y/o avance angular. 5

6 Tallado de dientes en espiral en ruedas dentadas cónicas: el proceso de tallado responde en general a una espiral (de Arquímedes, Logarítmica, Sinusoidal, etc.), que pueden construirse según la espiral de Gleason y la espiral de Oerlikon. Espiral de GLEASON: en este método los dientes son generados en base a una espiral logarítmica y cortados según un arco de circulo. El corte se realiza por cuchillas de altura creciente colocadas sobre un plato (C), cuyo eje (H) es de posición variables según las coordenadas X e Y. El plato porta cuchilla esta fijo sobre una rueda generatriz (G), que se mueva (gira) sincrónicamente con el movimiento de la rueda (R) a tallar. Un mecanismo divisor provoca el giro de la rueda a tallar, lo necesario para cortar la acanaladura siguiente, hasta obtener el total de la rueda. Los movimientos que se producen durante el mecanizado son los siguientes: 1) rotación del disco porta cuchilla que constituye el principal de corte; 2) rotación angular sincronizada de la rueda a tallar y de la rueda generatriz (G), este movimiento es de vaivén para cada acanaladura; 3) un movimiento discontinuo de la rueda a tallar por acción del mecanismo divisor, para tallar la acanaladura siguiente. 6

7 Espiral OERLIKON: es un método derivado del Gleason y los dientes son cortados según una epicicloide. En este caso se utilizan grupos de corte, constituidos por dos cuchillas. Una es de filo interior y talla el flanco convexo de los dientes y la otra de filo exterior y talla el flanco cóncavo. Cada grupo de cuchillas están montadas sobre un plato, que al girar permite el corte de varias acanaladuras consecutivas. 7