Los fundamentos del biselado y desbarbado de engranajes

¿Qué es el biselado de engranajes?

Muchos fabricantes de engranajes se han visto obligados a hacer frente a fallas prematuras de la transmisión, eficiencia inferior a la óptima o ruido insoportable que resulta de la aplicación de engranajes de transmisión que funcionan con algo menos que un flanco de dientes impecable.

Para estos fabricantes, generar un chaflán que cumpla con las especificaciones del cliente en cuanto a tamaño, forma y ángulo es de suma importancia para minimizar el potencial de bordes afilados y quebradizos después del tratamiento térmico, así como para evitar condiciones de material más en el flanco del diente antes. a las operaciones de acabado a mano. El biselado y desbarbado de engranajes suele ser un proceso infravalorado en la producción de engranajes. Sin embargo, tiene un impacto positivo en las características de uso de la pieza de trabajo. El proceso también se utiliza para mejorar las calificaciones de los cambios de marcha en los vehículos. En la siguiente sección, explicaremos las complejas herramientas necesarias para la acción de biselado, laminado y corte para desbarbar.

¿Por qué es necesario el biselado de engranajes?

Los engranajes deben biselarse y desbarbarse utilizando un proceso controlado y de alta calidad por las siguientes razones:

Para evitar roturas: La cementación excesiva a lo largo de los bordes de los dientes a menudo puede provocar roturas mientras el engranaje está funcionando.
Para evitar dañar los engranajes y los cojinetes: Se requiere biselado y desbarbado de engranajes para eliminar las rebabas. Si no se quitan las fresas, pueden astillarse durante el ciclo de funcionamiento y dañar tanto los engranajes como los cojinetes.
Para evitar una vida útil deficiente de la herramienta en los procesos de acabado: El biselado y desbarbado de engranajes es un proceso necesario para prolongar la vida útil de la herramienta en el proceso de acabado.
Seguridad: El riesgo de lesiones por manipulación de herramientas se puede reducir en gran medida cuando las rebabas afiladas se eliminan con el procedimiento de biselado y desbarbado de engranajes.

Además, existen esencialmente cuatro tipos de biselado de engranajes:

Tipo A: El biselado de los engranajes se realiza en un solo flanco con un tamaño constante junto con el perfil.
Tipo B: El biselado de los engranajes se realiza en ambos flancos con un tamaño constante junto con el perfil.
Tipo C: El biselado de engranajes se realiza con un chaflán en el diámetro de la raíz.
Tipo D: El biselado de engranajes se realiza sin chaflán en el diámetro de la raíz.

A veces, también se necesita una operación de laminado adicional (consulte la sección Laminado de chaflán a continuación).

Los beneficios del biselado de engranajes

El biselado y el desbarbado de los engranajes son especialmente cruciales antes del proceso de acabado duro de los engranajes. Esto es especialmente cierto para el bruñido, donde las fresas endurecidas y el material excesivo pueden disminuir significativamente la vida útil de la herramienta, lo que aumenta significativamente el costo por pieza. Estas condiciones también pueden ocurrir cuando el proceso de acabado es el rectificado de ruedas roscadas.

Otro beneficio del biselado y el desbarbado es ayudar a disminuir los riesgos para la salud y la seguridad que pueden resultar de los operadores que manipulan piezas con fresas afiladas. Muchos fabricantes ofrecen soluciones de biselado y desbarbado muy deseables con máquinas de tallado y desbarbado en respuesta a los riesgos potenciales, lo que permite a los usuarios aplicar la tecnología de biselado óptima para sus líneas particulares de aplicaciones utilizando tecnologías de formado o corte, hasta e incluyendo engranajes del tamaño de un camión.

Herramientas de biselado de engranajes:herramientas de compresión y deformación de plástico

Las herramientas avanzadas de biselado de engranajes utilizan compresión para permitir que se creen biseles en el borde. La presión y la deformación del material pueden alterar la estructura del metal. Piense en las herramientas de biselado como engranajes cónicos, con un ancho de aproximadamente 10-15 mm, y normalmente están muy bien acabados con una superficie similar a un espejo para evitar el desgaste prematuro.

Las principales ventajas de biselar con estas herramientas incluyen:

1. Diente de engranaje más fuerte gracias al flujo de material óptimo.
2. Ángulos de chaflán que se hacen más precisos.

Los ángulos de los chaflanes están definidos por el dibujo de la herramienta, pero el tamaño se basa en el tiempo de rodadura y la presión de la herramienta contra el engranaje. Si aumenta el tiempo de contacto entre la herramienta y la pieza, el chaflán se hace más grande. La presión que define la fuerza de deformación se crea con un cilindro neumático. Este método garantiza una “fuerza elástica” que evita roturas.

Operación de laminación de chaflanes

El laminado de chaflanes es un proceso de formación que se aplica principalmente a engranajes más pequeños de hasta un módulo de 5 mm, que crea chaflanes a lo largo del borde del diente presionando el material. El material prensado forma una rebaba en el lado frontal del engranaje y una más pequeña en el flanco del diente.

Mientras que la rebaba de la cara del engranaje se elimina con cuchillas individuales, discos de desbarbado o discos de lima, la rebaba de flanco requiere herramientas especiales para achaflanar con función de pulido o eliminación mediante un corte adicional aguas abajo antes de una subsiguiente operación de acabado duro. Los engranajes requieren una operación de rolado después del biselado debido a la deformación plástica que provoca esta operación y para eliminar las rebabas o hinchazones que se forman en el material. Si bien las rebabas en la superficie del engranaje pueden eliminarse con máquinas o herramientas de desbarbado, las que están en el cable pueden permanecer. Estas fresas, generalmente en un rango de 0,05 a 0,07 mm, causan problemas en las fases de rectificado posteriores y pueden poner en riesgo la muela abrasiva. En este punto se hace necesaria una operación de rodadura sobre los engranajes. Los engranajes laminados y biselados se prueban después del tratamiento térmico. No se formarán grietas en el área enrollada. La estructura será normal y se ajustará a todas las características estructurales del material.

Resumen

El biselado y el desbarbado de engranajes es sin duda la tecnología de proceso clave en la industria automotriz para lograr una transmisión de engranajes suave, donde la capacidad de producir biseles fuertes y precisos es muy importante. Para engranajes que se acaban posteriormente, se puede integrar una operación de biselado con biselado y desbarbado de engranajes, como se mencionó anteriormente. Múltiples opciones de configuración en herramientas permiten una solución para una amplia gama de engranajes automotrices.