Cómo seleccionar la rueda de rectificado adecuada para la fabricación de engranajes de precisión

Expertos de Norton | Saint-Gobain Abrasives analizan los desafíos del rectificado de engranajes y cómo los avances tecnológicos mejoran la eficiencia de los métodos de rectificado.

Los métodos de rectificado de engranajes han evolucionado a lo largo de los años. A medida que las normas de fabricación se vuelven más estrictas, la selección de las máquinas y abrasivos adecuados para cumplir con las especificaciones se ha vuelto aún más crítica. El gerente de producto Josh Fairley y el ingeniero de aplicaciones senior Phil Plainte, de Norton | Saint-Gobain Abrasives, comparten su experiencia sobre cómo el rectificado de engranajes —así como el uso de la rueda de rectificado correcta— desempeña un papel fundamental en la fabricación de engranajes. También revelan cómo su empresa está abordando este proceso esencial.

¿Qué cambios han observado en cuanto a las necesidades de los fabricantes de engranajes para ruedas de rectificado?

PLAINTE: La fabricación automotriz de alto volumen ha tenido el mayor impacto en la transformación de la forma en que se producen los engranajes en masa. Los fabricantes de automóviles están construyendo transmisiones con engranajes de calidad aeroespacial, que cumplen con los más altos estándares de calidad. Las transmisiones más nuevas son una fracción del tamaño de los diseños anteriores y manejan un torque, potencia y RPM significativamente más altos. La eficiencia de estas transmisiones ha aumentado el rendimiento de combustible diez veces. Estos cambios han impulsado a los fabricantes de máquinas y ruedas de rectificado a desarrollar productos que cumplan con los nuevos requisitos.

Los fabricantes de engranajes no siempre necesitaban que las ruedas de rectificado proporcionaran el acabado superficial final y la forma requerida. Podían conformarse con el tallado y el bruñido, y en trabajos especiales podían utilizar juegos de anillos de lapeo para piñones y coronas. La industria aeroespacial fue la primera en adoptar el rectificado de engranajes, pero no estaba tan enfocada en los costos como la automotriz.

FAIRLEY: Los estándares de calidad han aumentado drásticamente a lo largo de los años para todas las aplicaciones de engranajes. La necesidad de mejorar la eficiencia manteniendo una alta calidad y reduciendo el costo por pieza ha hecho que la elección de la rueda de rectificado adecuada sea mucho más importante. Dependiendo de los objetivos del fabricante de engranajes, se necesitan diferentes especificaciones de ruedas de rectificado para optimizar las métricas deseadas.

¿Cuáles son los desafíos más comunes en el rectificado de engranajes que observan en los fabricantes? (por ejemplo, velocidades más altas, rebabas, acabados, etc.)

FAIRLEY: Los desafíos más comunes en el rectificado de engranajes provienen de los estrictos estándares de calidad y las necesidades de eficiencia/flexibilidad de los fabricantes. Buscan acabados muy finos y excelentes resultados de geometría del engranaje con sus ruedas de rectificado. También buscan mantenimiento preciso de la forma y reducción de la variación dimensional, junto con reducciones significativas del tiempo de ciclo. Estas métricas de calidad son más difíciles de alcanzar debido al riesgo de quemar los engranajes. El alto área de contacto de rectificado, los requisitos de acabado superficial fino y los estrictos requisitos de mantenimiento de la forma trabajan en contra de un rectificado sin quemaduras. Por lo tanto, es fundamental especificar la mejor matriz de rueda de rectificado y los parámetros de rectificado para el trabajo.

Otro gran desafío es el conocimiento del operador e ingeniería sobre rectificado. Norton | Saint-Gobain ofrece capacitación técnica in situ a través de su "Escuela de Rectificado Norton", así como sus Seminarios de Clientes de Precisión en Worcester, Massachusetts. Estas clases brindan a los fabricantes de engranajes la oportunidad de aprender teoría de rectificado y hacer preguntas específicas de aplicación a nuestros expertos en rectificado.

Al evaluar una solución de rectificado para la fabricación de engranajes, ¿cuáles son los cinco consejos clave para determinar una rueda de rectificado adecuada?

FAIRLEY: 1) Identificar el objetivo y las métricas clave del proceso de rectificado: Si busca alta calidad, alta eficiencia o ambas, diferentes especificaciones de ruedas de rectificado lo llevarán allí. Ofrecemos diferentes especificaciones para cada una de estas métricas de rendimiento con el fin de proporcionar la solución más optimizada para el cliente, en lugar de una especificación para todo.

2) Conocer su aplicación: Existen diferentes tipos de rectificado de engranajes, y según el tipo, se deben utilizar diferentes especificaciones y tamaños de ruedas de rectificado.

3) Información del engranaje: Para elegir la rueda de rectificado óptima para su proceso, se deben comunicar todos los aspectos del engranaje. El material a rectificar, el acabado superficial deseado y el perfil a mantener son fundamentales para elegir la rueda correcta.

PLAINTE: 4) Suministro de refrigerante y características de la máquina: Es bien sabido lo crítico que es el refrigerante en el proceso de rectificado de engranajes. En un escenario ideal, la temperatura, el flujo, la orientación, la presión y la filtración del refrigerante están configurados correctamente. Sin embargo, si uno de estos no está en condiciones ideales, una modificación en la especificación de la rueda de rectificado o en los parámetros de rectificado puede aliviar esos problemas.

5) Metodología de acondicionado: La tecnología del acondicionador, la aplicación y los parámetros de acondicionado tienen un gran impacto en el rendimiento del rectificado. Diferentes tecnologías de ruedas de rectificado se optimizarán dependiendo de la herramienta y los parámetros de acondicionado utilizados.

En términos de tecnología y soporte de aplicación, ¿qué deben esperar los fabricantes de engranajes de su fabricante/proveedor de ruedas de rectificado?

PLAINTE: Trabajamos con el cliente en todos los niveles, desde el diseño hasta la fabricación. Tenemos excelentes relaciones con los fabricantes de máquinas-herramienta y estamos encantados de comenzar desde el día 1 durante el proceso de diseño de la aplicación de rectificado de engranajes. También nos involucramos cuando los fabricantes de engranajes enfrentan desafíos y buscan nuevas formas de producir engranajes y desarrollar procesos.

¿De qué manera Norton está abordando el futuro del rectificado de engranajes?

PLAINTE: Norton | Saint-Gobain es líder mundial en la industria de abrasivos, enfocado en el desarrollo de materiales de ingeniería. Un porcentaje considerable de las ventas brutas se reinvierte en I+D. Contamos con seis centros de tecnología de rectificado ubicados en todo el mundo.

FAIRLEY: Dedicación a la innovación. Avances en grano, aglutinante y porosidad diseñada, todos desarrollados internamente. Norton fue el primero en desarrollar granos cerámicos microestructurados, cambiando las reglas del juego en términos de lo que los procesos de rectificado podían lograr. Fuimos los primeros en desarrollar granos formados, permitiendo tasas de remoción sin precedentes. A medida que la industria de engranajes evolucionaba rápidamente, nosotros también evolucionamos para apoyar al mercado.

Norton | Saint-Gobain está a la vanguardia de la tecnología y experiencia en ruedas de rectificado. También contamos con un equipo grande y diverso de personal de ventas experimentado y soporte de aplicaciones, tanto local como global.

Recientemente presentamos la gama Norton Xtrimium™ de soluciones para engranajes, diseñada para el rectificado de alto rendimiento en entornos de tolerancias extremas y ajustadas. La cartera recientemente estructurada de productos para rectificado de engranajes está diseñada específicamente por categoría para proporcionar mayor precisión de perfil, mantenimiento supremo de la forma y rectificado sin quemaduras en aplicaciones de tornillo, perfil y bisel. Destaca un innovador diseño de rueda de doble tornillo que permite dos operaciones en una sola rueda de rectificado, ahorrando sustancialmente tiempo y costo.

¿Cómo está abordando Norton | Saint-Gobain las iniciativas de la Industria 4.0?

FAIRLEY: Para abordar las iniciativas de la Industria 4.0, hemos introducido el sistema de monitoreo y diagnóstico de procesos Norton 4Sight, que proporciona monitoreo en tiempo real y una visión mejorada de la máquina y la operación, así como una visión profunda del ciclo de rectificado para optimización y resolución de problemas. Esto también permite a los clientes trabajar con los ingenieros de aplicaciones de Norton de forma remota para proporcionar resolución de problemas y optimización en tiempo real. También estamos investigando el uso de códigos QR y tecnologías RFID en colaboración con clientes, para ayudar a los fabricantes de engranajes a alcanzar sus objetivos de la Industria 4.0.

Publicado anteriormente en la página de Recursos de Norton Abrasives.