Tecnología up-gear La mejor solución para la fabricación de engranajes cónicos grandes
Soluciones de mecanizado optimizadas junto con una nueva alianza de fabricación estratégica Tanto si fabrica engranajes cónicos para maquinaria de construcción, trenes o sistemas de propulsión naval, los retos a los que se enfrenta suelen ser los mismos: la precisión del mecanizado, el bajo coste por pieza y la alta productividad. Sandvik Coromant, en colaboración con HELLER, hace frente a estos retos con la tecnología up-gear. La tecnología up-gear eleva su producción a un nivel superior Una máquina HELLER de 5 ejes, equipada con un software fácil de utilizar y un juego de herramientas para el mecanizado de engranajes cónicos de Sandvik Coromant, le proporciona una solución flexible, productiva y rentable que le ayuda a ahorrar tanto tiempo como dinero. Esto es a lo que llamamos la tecnología up-gear. Flexible los centros de mecanizado multi-tarea se pueden emplear para una gran variedad de geometrías de dientes de engranaje, además de para otros componentes Productiva el tiempo de mecanizado es hasta tres veces más rápido que con un proceso de tallado tradicional Rentable el coste de producción por engranaje cónico se puede reducir considerablemente Nuevas herramientas para el mecanizado de piezas templadas La tecnología up-gear está diseñada para lotes de tamaños medianos de engranajes, empezando desde el módulo 4 a hasta 1,850 mm (72 pulgadas) de diámetro. El software proporcionado con la máquina es tan fácil de utilizar que puede empezar a mecanizar en seguida. Es más, las herramientas de Sandvik Coromant ahora están también disponibles para el semiacabado y acabado de piezas templadas de engranajes. El mecanizado de engranajes cónicos potenciado por la alianza de Gleason El fabricante de máquinas-herramienta HELLER ha creado una alianza estratégica con la empresa Gleason con el fin de desarrollar centros de mecanizado para la producción de engranajes. Dado que HELLER equipa sus máquinas de 5 ejes con juegos de herramientas de Sandvik Coromant, los fabricantes que emplean estas máquinas para la fabricación de engranajes cónicos también pueden beneficiarse de la fuerte presencia industrial y del compromiso de Gleason en la maquinaria de producción de engranajes, en especial, para lotes más pequeños de engranajes cónicos de gran tamaño. La tecnología up-gear ahorra tiempo y dinero Los engranajes cónicos se mecanizan habitualmente en una máquina de engranajes cónicos especializada o empleando un centro de mecanizado de 5 ejes convencional equipado con fresas de tallado estándar. Naturalmente, una máquina específica para engranajes cónicos proporciona una alta productividad; pero, para lotes pequeños, el coste por componente es muy alto debido a que tanto la máquina como las herramientas especiales son mucho más caras que una máquina estándar de 5 ejes. Los procesos convencionales de tallado también tienen sus desventajas: tiempos de mecanizado muy grandes. Ambas desventajas son ahora historia. Con la tecnología up-gear, los costes de la máquina no son superiores a los de una máquina tradicional de 5 ejes y el coste por herramienta es considerablemente inferior que el de las herramientas para engranajes cónicos. Además, el tiempo de mecanizado es muy breve si se compara con un proceso de tallado convencional. La versatilidad de la tecnología up-gear también reduce el número de pasos del proceso, ya que, por ejemplo, todo el mecanizado requerido antes del tratamiento térmico se puede realizar en la misma máquina. En la fabricación de engranajes cónicos, la tecnología up-gear ahorra tanto tiempo como dinero! 2
Ejemplo de productividad Ejemplo de bajo volumen de producción! Tecnología up-gear Centro de mecanizado de 5 ejes con proceso de tallado Duración del ciclo x 2.3 Costes de la herramienta Ejemplo: Diámetro del engranaje: 1500 mm (59.055 pulg.) Número de dientes: 49 Módulo (DP): 14 mm (1.814) Producción de bajo volumen Costes de la máquina Otros costes HELLER y Gleason HELLER es un fabricante de máquinas-herramienta con sede en Nürtingen, Alemania. Con más de 2.300 trabajadores y centros de producción en todo el mundo, HELLER dispone de puntos de venta y servicios en todos los principales mercados. Gleason, con sede en Rochester, Nueva York, es líder mundial en el desarrollo, la fabricación y la venta de maquinaria de fabricación de engranajes. Entre sus clientes se encuentran el sector de la automoción, los vehículos pesados, la aviación, la energía eólica y la construcción. Gleason actuará como distribuidor exclusivo de los centros de mecanizado con las soluciones para engranajes existentes de HELLER, y ambas empresas colaborarán para mejorar aún más la fabricación de engranajes en esta plataforma. Dado que HELLER tiene como objetivo encontrar soluciones flexibles para el mecanizado de engranajes en lotes de pequeños a medianos, ambos líderes mundiales se complementan a la perfección. 3
Tipos de herramientas de gran precisión La tecnología up-gear requiere un juego de herramientas de alta precisión para el fresado de geometrías de dientes de engranajes. Asimismo, es posible utilizar el mismo juego de herramientas en varios tipos de perfiles y tamaños de dientes de engranajes. Además, nuestras soluciones ahora cubren tanto procesos de mecanizado en blando como en duro. La gama de herramientas de Sandvik Coromant para la tecnología up-gear ha sido diseñada para tres operaciones principales: apertura del espacio entre dientes, mecanizado de la protuberancia y acabado de los flancos del engranaje. Todas las herramientas están optimizadas para el mecanizado de la pieza tanto antes como después del tratamiento térmico. El tipo y el número de herramientas necesarias para el proceso de tecnología up-gear depende del módulo de engranajes, así como de la estrategia de mecanizado seleccionada. Además de mecanizar geometrías de dientes de engranajes, el centro de mecanizado de 5 ejes también permite que las piezas en bruto sean mecanizadas en desbaste utilizando herramientas estándar de torneado y/o fresado. Clasificación de las herramientas de la tecnología up-gear: Tipo A Desbaste del espacio entre dientes A1 Desbaste A2 Desbaste A3 Desbaste A4 Universal A5 Perfilado B Protuberancia C1 Universal C2 Acabado del perfil Tipo B Mecanizado de la protuberancia Tipo C Acabado del flanco Ajustable 4
Tipo A Mecanizado en desbaste del espacio entre dientes A1 Desbaste Diseñada para alcanzar el mayor régimen de arranque de viruta posible. El tamaño de la plaquita está optimizado para reducir el número de pasadas de mecanizado. Esto reduce la duración de los ciclos. A2 Desbaste Para el segundo paso del proceso de mecanizado. Diseñada para arrancar la viruta a una mayor profundidad en el espacio entre dientes. A3 Desbaste Debe adaptarse al espacio entre dientes específico para alcanzar una incidencia suficiente entre la fresa y el engranaje durante el mecanizado de la pieza. A4 Universal Una alternativa a A1-A3 y A5 para los fabricantes que buscan una solución más universal, p. ej., cuando la productividad no es prioritaria. Se trata de una atractiva solución para aquellos usuarios que quieren un coste de inversión inicial inferior y que no quieren/necesitan tres fresas para mecanizar en desbaste. A5 Perfilado Optimizada para el mecanizado de los flancos del engranaje. Disponible en dos tipos: el primero, para el mecanizado de flancos de engranaje cóncavos, y el segundo, para el mecanizado de flancos de engranaje convexos. Tipo B Mecanizado de la protuberancia B Protuberancia Diseñada para el mecanizado de las protuberancias del engranaje. Gracias a su alto número de dientes efectivos, los tiempos de mecanizado son muy breves. Tipo C Acabado del flanco tras el tratamiento térmico de la pieza C1 Universal Herramienta de gran precisión para el acabado de los flancos del engranaje. Para garantizar la precisión, cada plaquita puede ser adaptada para eliminar la excentricidad. Esto proporciona al engranaje un acabado superficial excelente. C2 Acabado del perfil Como para C1, cada plaquita puede ser ajustada. La precisión de estas fresas es extremadamente alta. En comparación con C1, ambas herramientas han sido optimizadas para proporcionar la mayor productividad y calidad de la pieza posible. 5
Cómo seleccionar su juego de herramientas Le ayudaremos ha crear un juego de herramientas de tecnología up-gear a la medida de sus necesidades específicas. Dependiendo de la gama de engranajes que desea producir y el volumen requerido, creamos una herramienta rentable y eficiente que cumple con sus expectativas: máxima productividad o mayor flexibilidad. La siguiente imagen muestra tres juegos de herramientas para el mecanizado de engranajes cónicos helicoidales según el tipo de exigencias de producción y fabricación. Las dos consideraciones principales son productividad vs. flexibilidad y volumen de producción bajo vs. volumen de producción medio. El Juego de Rendimiento proporciona la mayor productividad posible para lotes de tamaños medianos. Todas sus herramientas están optimizadas para los pasos de mecanizado mostrados. El Juego Básico es para volúmenes de producción bajos y una máxima flexibilidad. Se compone de un número reducido de herramientas que ofrecen la mayor flexibilidad posible. Por ejemplo, una única herramienta puede ser utilizada para todo el mecanizado en desbaste, aunque la duración de los ciclos será superior. El Juego Básico Extendido es una opción que cubre esta área intermedia. Ofrece una gama limitada de herramientas optimizadas para el desbaste junto con fresas individuales flexibles para las operaciones de semiacabado y acabado. FLEXIBILIDAD PRODUCTIVIDAD JUEGO DE RENDIMIENTO: A1 A3 A4 2 ) A2 B A3 JUEGO BÁSICO EXTENDIDO: JUEGO BÁSICO: A4 B Desbaste y semiacabado Antes del tratamiento térmico 1 ) Sólo necesario si se debe realizar acabado de piezas templadas. La operación creará creces de acabado constantes para las herramientas de acabado. 2 ) Se puede utilizar el mismo cuerpo de herramienta, pero se necesitan plaquitas de diferentes calidades. Semiacabado 1 ) Después del tratamiento térmico A4 A4 2 ) Acabado Antes o después del tratamiento térmico A5 A5 A5 A5 C2 C2 C1 C1 VOLUMEN DE PRODUCCIÓN MEDIO BAJO Rango de uso: Óptimo: la herramienta está optimizada para una operación específica con el fin de maximizar la productividad. Posible: la herramienta puede ser utilizada para mecanizar el material subrayado pero se requerirán más pasadas (p. ej. mayor duración de los ciclos) que con las herramientas optimizadas. 6
La elección del juego de herramientas depende del tipo de producción y del volumen requerido. Uno de los tres juegos expuestos (Rendimiento, Básico Extendido o Básico) debería ajustarse a las características de su producción, p. ej., el número de piezas y la variedad de engranajes que desea mecanizar, el coste de la inversión inicial, los costes del consumo de plaquitas, etc. Todos los aspectos deben ser analizados para averiguar qué juego se ajusta a sus necesidades específicas. Al analizar el tipo de producción en cuestión (lotes pequeños o medianos), Sandvik Coromant y Gleason/HELLER le propondrán la mejor y más rentable solución para usted. FLEXIBILIDAD PRODUCTIVIDAD MEDIO JUEGO DE RENDIMIENTO: Coste por pieza Costes de plaquita Inversión en herramienta JUEGO BÁSICO EXTENDIDO: Coste por pieza Costes de plaquita Inversión en herramienta JUEGO BÁSICO: Coste por pieza Costes de plaquita VOLUMEN DE PRODUCCIÓN Inversión en herramienta BAJO 7
Tecnología up-gear El proceso La tecnología up-gear puede ser utilizada para mecanizar tanto en blando como en duro, p. ej. antes o después del tratamiento térmico. 1 2 2. Diseño del proceso En función del juego de herramientas elegido para el mecanizado de los dientes del engranaje, se definen los pasos para el número de pasadas de mecanizado para el desbaste, semiacabado y acabado. 1. Diseño del engranaje El engranaje se diseña empleando un software estándar para el diseño de engranajes cónicos. 5 5. Mecanizado Después de que el programa de control numérico (programa NC) se haya comprobado, el engranaje cónico se mecaniza con el juego de herramientas seleccionado. 6. Tratamiento térmico Tras el mecanizado en blando del engranaje, se le aplica el tratamiento térmico. 6 8
3. Programación NC Los ciclos de tecnología up-gear hacen que la creación del programa NC sea muy sencilla. 3 7. Mecanizado 4 Tras el tratamiento térmico, el engranaje se somete al proceso de semiacabado para garantizar que la tolerancia de mecanizado es lo más uniforme y baja posible. A continuación, se somete la pieza a una operación de acabado empleando las fresas de gran precisión para el acabado de flancos. 7 4. Mecanizado virtual El software de mecanizado virtual suministrado con la máquina simula el proceso de mecanizado, lo que ayuda a eliminar posibles colisiones entre la máquina y el engranaje, y entre la herramienta y el engranaje. 8. Medición La inspección final de la calidad del engranaje. En caso de ser necesaria alguna modificación, los controles de la máquina permiten una fácil introducción de los datos de corrección. 8 9
Ejemplos de aplicación Ejemplo de aplicación 1: Desbaste antes del tratamiento térmico Datos de la pieza Diámetro: 778 mm (30.630 pulg.) Módulo /DP: 14.2 mm / 1.789 Número de dientes: 38 Máquina: Gleason-HELLER MCH 280-C Duración del proceso Ciclos de tecnología up-gear = 90 minutos Ejemplo de aplicación 2: Ejemplo de aplicación Datos de la pieza Diámetro: 300 mm (11.811 pulg.) Módulo /DP: 5.68 mm / 4.472 Número de dientes: 36 Máquina: Gleason-HELLER FP 4000 Duración del proceso Ciclos de tecnología up-gear, desbaste = 12 minutos Ciclos de tecnología up-gear, acabado = 40 minutos 10
Tecnología up-gear Sencilla No es necesario cambiar los procesos existentes Introducir los datos en el panel de control de la máquina es fácil Flexible El centro de mecanizado de 5 ejes también se puede utilizar para otros componentes Le permite mecanizar diferentes tipos de geometrías de diente Rápida Reduce un tercio el tiempo de mecanizado El mecanizado completo en una sola configuración le ahorra tiempo Rentable Bajo coste por componente en comparación con los procesos de tallado 11
+ Sede en España y Portugal: Sandvik Coromant Iberica P.E. Puerta de Madrid Este C/ Tapiceros, 9 28830 - San Fernando de Henares Madrid Correo electrónico: es.coromant@sandvik.com www.sandvik.coromant.com C-1140:545 SPA/01 AB Sandvik Coromant 2012.06 Impreso en papel reciclable.