Línea de transferencia reduce plazos y aumenta productividad en fabricación de engranajes cónicos

Combinando procesos como mecanizado y medición con automatización, las líneas de transferencia pueden aumentar la productividad. Sin embargo, los complejos y diversos requisitos de fabricación de componentes para automóviles y otros vehículos comerciales pueden complicar el desarrollo de estas líneas para la industria automotriz. Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain (Schwalmstadt, Alemania), miembro del Grupo DVS Technology, asumió el reto de crear e implementar una línea de transferencia para un fabricante alemán de vehículos comerciales que necesitaba producir engranajes cónicos con un tiempo de ciclo de línea rápido. La solución ha resultado en una reducción del 30 % en el plazo total de entrega al maximizar la productividad.

Tres máquinas modulares V300 para una solución integrada

Dado que WMZ se especializa en máquinas para producir componentes en forma de eje, el fabricante de automóviles contactó con la empresa para idear una solución de producción integrada que combinara varios pasos de mecanizado para mecanizar completamente engranajes cónicos de diferentes geometrías manteniendo un tiempo de ciclo de línea de tres minutos, desde la pieza forjada en bruto hasta la pieza terminada.

WMZ eligió tres máquinas de su serie modular V300 para componer la línea de transferencia, que también incluye sistemas de automatización y medición. A cada máquina se le asignó su tarea de mecanizado específica mediante la selección de herramientas adecuadas.

«La posibilidad de tener una solución personalizada ideada específicamente para la aplicación, con todo desde una sola fuente, fue una de las principales razones por las que el cliente optó por WMZ», afirma Mario Preis, director general de DVS.

Flujo automatizado sin intervención manual entre operaciones

La línea de transferencia comienza cuando los brutos, que pesan entre 6 y 40 kg, se colocan en un sistema de transporte con pinza que automatiza el paso a través de toda la línea. El sistema de automatización reduce el trabajo manual porque las piezas no tienen que moverse ni almacenarse entre pasos de mecanizado.

Primera máquina: corte a longitud y centrado

La primera máquina corta a longitud y centra los brutos. Cuenta con dos torretas de corona flexibles con interfaz HSK 63 para rigidez y potencia de accionamiento, mientras que los dispositivos de centrado sujetan las piezas con un amplio rango de sujeción para reducir la necesidad de reequipamiento.

Segunda máquina: desbaste y acabado de la cabeza cónica

Un cargador pórtico mueve las piezas a la segunda máquina, donde se realiza el desbaste en cuatro ejes y el acabado de la cabeza cónica. El husillo motorizado de servicio pesado está especialmente dimensionado para la aplicación, con potencia de accionamiento de hasta 124 kW para profundidades de corte de hasta 10 mm.

Tercera máquina: acabado y tallado del diente del engranaje cónico

El acabado y el tallado del diente del engranaje cónico mediante el proceso de tallado por generación se realizan en la tercera y última máquina. Combinar torneado y tallado en una sola sujeción mejora la precisión y la eficiencia. Se dice que los engranajes cónicos tienen una concéntrica inferior a 10 micras tras el acabado, y la unidad de tallado desarrollada por WMZ produce estrías con tolerancias inferiores a 10 micras sobre bolas. El recorrido de desplazamiento de 140 mm de la unidad de tallado está diseñado para maximizar el uso de la herramienta. Un mandril hidráulico de eje y portapiezas combinado con un portaequipos SK 30 permiten una precisión de cambio de 3 micras para un reequipamiento fácil.

Medición integrada con corrección automática

Una vez que los engranajes cónicos han pasado por las tres máquinas, se miden en un sistema de medición integrado con retroalimentación de datos medidos y corrección dimensional automática, lo que, según WMZ, ha reducido la tasa de rechazo del fabricante. También elimina la necesidad de que la línea de transferencia funcione a velocidad para preparar la producción en serie.

Tras la medición, los engranajes cónicos se llevan automáticamente a las dos máquinas de tallado de dientes existentes del cliente para el tallado de dientes en espiral. El engranaje cónico está entonces listo para su instalación.