Centro de fresado HSC de cinco ejes Röders RXP 601 DSH

Producción de ruedas dentadas flexibles con centros de mecanizado de 5 ejes de alta precisión.

Producción a corto plazo de una rueda dentada terminada

La fabricación de ruedas dentadas para aplicaciones de construcción de máquinas generalmente involucra máquinas especialmente diseñadas para este propósito. Las técnicas importantes incluyen tallado de engranajes, conformación de engranajes, planificación de generación de engranajes, fresado de perfiles y brochado de perfiles. En general, se requieren herramientas especializadas cuya geometría se adapte con precisión a la pieza de trabajo. Debido a los estrictos requisitos impuestos a la dureza de las superficies de las ruedas dentadas, la fabricación a menudo se realiza en tres pasos: mecanizado suave, endurecimiento y acabado. Los nuevos desarrollos en el campo del mecanizado duro ahora permiten una fabricación rápida de una sola etapa con centros de mecanizado de 5 ejes de uso general.

«En la producción de ruedas dentadas para uso industrial, como en ingeniería mecánica, la velocidad y la flexibilidad son a menudo factores cruciales», explica Dipl.-Ing. Jürgen Röders, Director Gerente de Röders GmbH en Soltau. Mientras que sectores como la industria automotriz priorizan grandes cantidades, los tamaños de lote en ingeniería mecánica son significativamente más pequeños. A veces se requieren menos de diez artículos y, en ocasiones, incluso solo piezas individuales. 

Sin embargo, la presión del tiempo es con frecuencia considerable. Esto es particularmente cierto cuando el carácter de etapas múltiples del mecanizado y la elaborada producción avanzada de herramientas con una geometría especialmente adaptada demuestran ser una desventaja. Una tecnología de planta que permite que una rueda dentada de tamaño mediano se produzca de buena calidad a partir de una pieza bruta endurecida en aproximadamente un día hábil es de particular interés para los talleres de subcontratos, que se han especializado en la fabricación de ruedas dentadas industriales en pequeñas cantidades y cortas plazos de entrega.

Mecanizado de ruedas dentadas con Euklid GearCAM …

«Para la producción de ruedas dentadas, uno necesita un software CAM diseñado específicamente para cubrir los diversos tipos de corrección del perfil dental», agrega Carsten Wendt, quien supervisa el proyecto de desarrollo relevante.

El socio tecnológico aquí es el desarrollador de software CAM Euklid, han desarrollado un programa diseñado precisamente para estas tareas en forma de Euklid GearCAM. Este conveniente módulo de software ayuda al usuario a producir ruedas dentadas de alta precisión en fresadoras estándar.

Esta solución es de particular interés para aquellas empresas que necesitan artículos únicos o lotes pequeños como prototipo, modelo especial o reemplazo de piezas defectuosas en engranajes existentes, ya sea en paralelo o como un suplemento a su producción normal. El programa también tiene en cuenta las funciones habituales de corrección del perfil del diente, como el coronamiento de ancho y profundidad, así como el alivio de la punta y la raíz. Otro beneficio de producir en un centro de mecanizado de 5 ejes es que no se requiere corrección para lo que se conoce como sesgo del flanco del diente, lo que puede causar problemas en algunas de las tecnologías de fabricación convencionales como consecuencia de las limitaciones de la cinemática de la máquina. En contraste, este problema no ocurre en primer lugar cuando se usa una fresadora de 5 ejes.

… exige un centro de mecanizado de 5 ejes de alta precisión como base

«La precisión del centro de mecanizado utilizado juega un papel crucial en la producción de ruedas dentadas», dice el gerente de ventas Dr.-Eng. Oliver Gossel Dado que Röders desarrolla sus sistemas para su uso en operaciones de fabricación de moldes y matrices particularmente exigentes, los sistemas cumplen inherentemente con los requisitos más estrictos en cuanto a precisión y dinámica, sin dejar de ser altamente resistentes. Las actividades dentro de este segmento involucran el mecanizado de materiales con grados de dureza superiores a 60 HRC, mientras se mantienen las precisiones hasta el rango de micrómetros individuales. Las máquinas utilizadas para este proyecto, como la RXP 601 DSH, no solo son adecuadas para aplicaciones de fresado, sino también para rectificado de plantillas. Su precisión está asegurada por una gran cantidad de características de diseño de ingeniería, que van desde el uso de una cama de máquina sólida hecha de concreto polimérico, pasando por sistemas de guía de alta precisión y accionamientos directos lineales sin fricción, hasta la gestión sofisticada de la temperatura con canales internos de flujo de medios en Todos los componentes esenciales. Los elementos intermedios condicionados por la temperatura detienen la difusión de calor de los accionamientos hacia la cama de la máquina. También se presta especial atención al alargamiento dependiente de la temperatura del husillo principal, que es monitoreado y compensado por la unidad de control. Otra característica importante es la frecuencia de reloj excepcionalmente alta de los intervalos del controlador («Racecut»), que permite detectar y corregir incluso las desviaciones de ruta más pequeñas. Otros factores positivos son las escalas de vidrio con una resolución de 5 nanómetros y un sistema de compensación de peso patentado para el eje z.

La amplia compensación por todas las desviaciones en la posición y el ángulo de la mesa giratoria / giratoria también juega un papel especial. Para este propósito, la unidad pasa a través de más de 400 posiciones diferentes de los dos ejes de rotación y su posición se registra con alta precisión en cada paso durante este proceso. Los datos de posición y ángulo así determinados se almacenan en el sistema de control como referencia.

Precisión durante cambios de herramienta

Las herramientas con dimensiones significativamente más grandes de lo habitual en las operaciones de fresado se utilizan en el mecanizado de engranajes, un almacén de herramientas adicional está disponible para ellos”, revela Jürgen Röders. La revista dispuesta debajo del portal puede acomodar tres herramientas con diámetros de hasta 200 mm. Como resultado, el cargador de cadena dentro de la máquina permanece sin cambios y se mantiene abastecido con las herramientas habituales de diámetros más pequeños. La posición del cargador y su persiana protectora evitan que penetren incluso las partículas o astillas contaminantes más pequeñas, lo que podría causar errores angulares entre la interfaz de la máquina y la herramienta. Otro aspecto positivo es que el control vectorial del husillo principal garantiza que la transferencia de estas herramientas especiales siempre se lleva a cabo en la misma posición angular, de modo que incluso después de múltiples cambios de herramienta, no puede producirse una desalineación de las herramientas de rectificado una vez que se han sometido al apósito.

Otra característica especial de estas herramientas es un circuito de tubería separado para el 

suministro de aceite de molienda que se instala junto con la herramienta como un paquete único. Como consecuencia, la boquilla siempre está exactamente alineada y, por lo tanto, garantiza un suministro óptimo de aceite para la zona de contacto entre la herramienta de rectificado y la pieza de trabajo.

Flexibilidad excepcional para la selección y uso de herramientas.

«Dado que casi no hay restricciones en la selección de herramientas, el operador disfruta de una libertad de elección excepcional», Oliver Gossel se complace en señalar. En lugar de herramientas especiales costosas y sofisticadas, como gusanos de molienda, fresadoras de engranajes o cortadores de afeitar, los trabajos se pueden realizar con fresas, discos de molienda y muelas de diseño comparativamente simple. En el caso de las herramientas de rectificado, el uso de una rueda de desbaste permite elegir entre una geometría plana simple o la producción de un contorno con una forma adaptada con precisión a las especificaciones. La última solución permite una mayor productividad.

 

El software ofrece la posibilidad de elegir entre varias estrategias de mecanizado y preferencias de herramientas para desbaste y acabado. Utilizando la geometría del diente y las tolerancias prescritas, GearCAM minimiza automáticamente el número de trayectorias de la herramienta de tal manera que las tolerancias se mantienen exactamente. Los datos de corte y rendimiento correspondientes se pueden obtener de una base de datos de herramientas configurable. Dependiendo de las especificaciones, la calidad del diente puede alcanzar el nivel 2 o 3. Otra ventaja de la nueva solución es que las superficies de los cilindros, como el orificio o el eje, pueden mecanizarse en línea en una posición de sujeción.

La última opción de herramientas ahora disponible en forma de InvoMilling proporciona una combinación de herramientas de fresado especiales desarrolladas en colaboración con Sandvik y una estrategia de fresado correspondientemente optimizada.

 

Automatización y soporte

«El sistema ha registrado un éxito tan grande entre nuestros clientes que desde entonces hemos desarrollado opciones especiales para automatizar también los procesos», dice Carsten Wendt resumiendo.  En primer lugar, se trata de revistas compactas de piezas de trabajo y herramientas RCS con manejo integrado que permiten el cambio automático de la pieza de trabajo para que el centro de fresado pueda funcionar 24/7, casi sin interrupción. Esto hace posible lograr bajos costos de fabricación incluso para artículos únicos. Gracias a la asociación tecnológica con Euklid, Röders ahora informa que puede proporcionar al cliente soporte completo de aplicaciones no solo para el centro de fresado, sino también para el software Euklid GearCAM.

Por lo tanto, seleccionar un sistema como este les daría a los clientes dos opciones muy interesantes a la vez. En primer lugar, el usuario puede producir una rueda dentada lista para usar de alta calidad a partir de una pieza bruta endurecida en un tiempo excepcionalmente corto. Además, el cliente tendría simultáneamente un centro de fresado de 5 ejes extremadamente preciso y potente que también podría utilizarse para una amplia gama de otras operaciones dentro de la empresa.

Klaus Vollrath     b2dcomm.ch

Dirección

Röders GmbH, Gottlieb-Daimler-Strasse 6, D-29614 Soltau, Germany, T.: +49-5191-603-43, hsc@roeders.de, www.roeders.de

Röders RXP 601 DSH

El centro de fresado HSC de cinco ejes Röders RXP 601 DSH ha sido diseñado para los requisitos más exigentes con respecto a la precisión y al mismo tiempo mantiene altos rendimientos de corte incluso durante el mecanizado de materiales duros. Tiene accionamientos directos lineales sin fricción, que en combinación con controladores de 32 kHz en todos los ejes permiten un mecanizado dinámico y de alta precisión. Cumpliendo un requisito clave para esto están los estándares ópticos extremadamente precisos en todos los ejes: cuando se trata de precisión, no se hacen compromisos. Debido a su precisión y dinámica, esta máquina también se puede utilizar para el rectificado de plantillas. Además, el eje z tiene un sistema de compensación de peso de vacío sin fricción patentado para evitar cualquier marca de inversión en la dirección z.

Para garantizar la máxima estabilidad térmica, los centros tienen una gestión sofisticada de la temperatura. La temperatura del medio que fluye a través de todos los componentes clave del centro, se controla con una precisión de ± 0.1 K, e incluso ± 0.02 K para ciertas aplicaciones. Otra característica especial es una unidad de control patentada basada en tecnología de PC, cuya funcionalidad se adapta con precisión a las demandas específicas de fresado de alta precisión y rectificado de plantillas HSC. Röders también ofrece actualizaciones para la unidad de control para que la obsolescencia de la planta debido a la desactualización de sus unidades de control o su software no pueda ocurrir. La actual etapa de actualización de la unidad de control, Racecut, ha permitido lograr reducciones significativas en el tiempo de mecanizado.

Subtítulos

Las ruedas dentadas de alta calidad se producen a partir de piezas brutas endurecidas en muy poco tiempo en centros de fresado de 5 ejes suministrados por Röders (Photo: Klaus Vollrath)

«La capacidad de producir una rueda dentada de buena calidad a corto plazo es de particular interés para los proveedores de servicios de taller», Dipl.-Ing. Jürgen Röders

«Euklid GearCAM es un programa conveniente diseñado específicamente para estas tareas que ayuda al usuario a producir ruedas dentadas de alta precisión en fresadoras estándar», Gerente de Proyecto Carsten Wendt 

«La precisión del centro de mecanizado utilizado juega un papel crucial en la producción de ruedas dentadas», Gerente de ventas Dr.-Ing. Oliver Gossel

Rostros de satisfacción: Gerente de Proyectos Carsten Wendt, Managing Director Dipl.-Ing. Jürgen Röders y Gerente de Ventas Dr Oliver Gossel (l to r) (Photo: Klaus Vollrath)

 

Este engranaje cilíndrico en espiga con un diámetro de 450 mm y un ancho de la cara del diente de 250 mm hecho de 16MnCr5 con una dureza de 60-62 HRC estaba listo para su uso inmediato después de ser molido en una Röders RXU 1001 DSH en solo 18 hy 45 min (Foto: Klaus Vollrath)

 

Euklid GearCAM ayuda a los usuarios a producir ruedas dentadas de alta precisión en fresadoras estándar (Gráfico: Euklid)

 

 

Las herramientas de gran formato para la fabricación de ruedas dentadas se almacenan en una revista separada debajo del portal (Foto: Klaus Vollrath)

 

 

La RXP 601 DSH utilizada como planta piloto para el mecanizado de ruedas dentadas

(Foto: Röders) 

 

El acondicionamiento de la temperatura de todos los componentes clave para los centros de mecanizado de Röders es un requisito previo para el fresado de alta precisión (Foto: Klaus Vollrath)

 

 

 

 

La rueda para el rectificado interno y externo tiene alimentación de aceite de rectificado integrada, que se instala junto con la herramienta durante el cambio. Como resultado, el área de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo se enfría con una cantidad suficiente de aceite. (Foto: Klaus Vollrath)

 

 

Una rueda de desbarbado revestida de diamante garantiza una conformación precisa de las herramientas de rectificado (Foto: Klaus Vollrath)

 

 

Muela cónica para un acabado preciso de los flancos de los dientes (Foto: Klaus Vollrath)

El desbaste de los contornos de los dientes en la rueda dentada endurecida se realiza con un cortador de disco cónico InvoMilling (Foto: Röders)

 

 

 

La forma biselada de la herramienta de mecanizado permite realizar trabajos en los flancos de los dientes izquierdo y derecho sin necesidad de cambiar de lado (Foto: Klaus Vollrath)

 

 

Las fresas estándar de la revista interna de herramientas se utilizan para producir el alivio de la raíz del diente (Foto: Klaus Vollrath)