El rectificado, el tratamiento superficial y la electroerosión han dejado de ser procesos de fabricación específicos y se han generalizado

2D CNC Toyoda Erlson DSCN5587Hace algún tiempo, los procesos de mecanizado tales como el rectificado y el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) o electroerosión eran vistos como tecnologías marginales. Sin embargo, hoy en día estos avanzados métodos de mecanizado se han generalizado, con la industria del automóvil entre las que más se benefician.

Erlson Precision Components es un ejemplo de ello. Su planta de Skelmersdale, Reino Unido, de 7.000 metros cuadrados para el desarrollo de producto y la producción es el centro mundial de entregas directas a la línea de conjuntos de ejes turbina y rotores de rueda mecanizados, soldados por haz de electrones y equilibrados. El rectificado a tolerancias de micras se ha convertido en algo crucial para el negocio de la compañía, especialmente cuando tiene objetivos de producción de 33.000 unidades semanales para vehículos de pasajeros y otras 2.000 a la semana para vehículos comerciales y aplicaciones fuera de carretera.

Las ventas en Erlson aumentaron un 44%, pasando de 16 millones de libras (20 millones de dólares) en 2014-15 a 23 millones de libras en 2015-16. Para ayudar a cumplir con el correspondiente aumento de la producción, Erlson ha invertido 2,7 millones de libras en los últimos dos años, con un mayor enfoque en la capacidad de rectificado. Aquí se demandan tolerancias de menos de 4 micras para turboejes con un capacidad de proceso (Cpk) que se mantiene dentro de 1.33. En total, 2D CNC Machinery ha instalado 21 rectificadoras cilíndricas, de cabezales angulares y ranuradas de Toyoda, con una máquina más actualmente en pedido. [sam_ad id=17 codes='true']

"Toyoda es nuestro principal fabricante de máquinas de rectificado, ya que en nuestro caso es importante contar con una gran versatilidad en cuanto a las maquinas", dice el director de servicios técnicos Marcos Corns. "Esto nos permite reconfigurar fácilmente la máquina básica para diferentes aplicaciones o cumplir con cambios en el proceso".

Debido al gran número de máquinas instaladas, Erlson depende de que 2D CNC le suministre el tipo apropiado de rectificadora de Toyoda, y a continuación vuelva a desarrollar, reacondicione y cargue las especificaciones para satisfacer las exigencias del proceso. Como ejemplo, la empresa ha adquirido recientemente una rectificadora cilíndrica de cabeza angular y en la actualidad está realizando ensayos de capacidad de proceso antes de la instalación.

Erlson produce tres tamaños (grande, mediano y pequeño) de los conjuntos de ejes turbina y rotores para vehículos de pasajeros, que pueden tener hasta 12 combinaciones diferentes de eje. Para los vehículos comerciales hay cinco tipos que usan un eje común y diferentes rotores de rueda dependiendo de la aplicación prevista, que puede ser para motores de hasta 12,7 litros.

En línea con los requisitos de aplicación y el volumen, algunas máquinas rectificadoras son autónomas, y otras se configuran en una celda compuesta por una rectificadora de perfiles de eje, una rectificadora de ranuras y una máquina de laminado de roscas. Para las demandas de producción más altas, 2D CNC ha especificado y suministrado grúas pórtico de carga y descarga automática que están totalmente integradas en el proceso de rectificado.

Un acabado de alto nivelJunto con los turboejes, el cigüeñal es otra aplicación importante de rectificado/acabado en la industria del automóvil, que normalmente se somete a operaciones de acabado fino, pero éstas no están exentas de problemas. A modo de ejemplo, tras evaluar las estadísticas de su red de flotas, un conocido fabricante de camiones comprobó que se estaba reportando un porcentaje inaceptable de daños en los cigüeñales debido a cargas particularmente altas sobre los radios de los cojinetes. En estrecha colaboración con el fabricante alemán de máquina-herramienta Thielenhaus Technologies, el fabricante de camiones decidió realizar trabajos de acabado en los cojinetes y los radios de transición.

Con el fin de lograr la misma calidad de superficie en los gorrones del cigüeñal y los radios, Thielenhaus desarrolló una nueva zapata de contacto por cinta. La tecnología de zapata de RadiusFlex presiona contra el radio una cinta de acabado con un perfil especial en ambos lados, lo que permite mecanizar los radios hasta 90° y representa un avance significativo sobre los 60° anteriores. De este modo se logró el objetivo del fabricante de camiones. Los sistemas de zapata se pueden integrar en la plataforma de máquinas CrankStar de Thielenhaus, que cuenta con versiones horizontales y verticales para el mecanizado de cigüeñales de vehículos de pasajeros o camiones.

El metodo de pénduloOtro fabricante alemán de máquina-herramienta, Emag, cuenta con innovaciones como un proceso de rectificado pendular para aplicaciones del sistema de dirección. Ciertos componentes tales como las tuercas de husillos de bolas requieren un método de rectificado particular para crear una conexión perfecta con el vástago del husillo de bolas y así maximizar la eficiencia.El VLC 250 PDS se desarrolló especialmente a petición de un cliente que quería rectificar tuercas de husillos de bolas. Mientras que un cabezal de recogida elimina un componente de su sistema de alimentación particular y lo transmite a la sonda de medición, el segundo cabezal de recogida ya está en la zona de mecanizado, transportando la tuerca del husillo de bolas a los dos husillos de rectificado (donde se llevan a cabo las dos etapas del proceso de rectificado).

Así que, ¿cuál es la ventaja de este método de rectificado pendular? La respuesta depende de la colocación correcta de la pieza de trabajo en la máquina: antes de que pueda comenzar el proceso de rectificado, el contorno interior del componente debe estar alineado para asegurar que el husillo se pueda colocar en el extremo de la rosca; un proceso que requiere tiempo. Con el fin de lograr esto se ha instalado un sistema temporizado especial mediante el cual la medición o posicionamiento de una pieza de trabajo se completa simultáneamente con el mecanizado de otra, lo que reduce el tiempo de inactividad improductivo.


"Parece que en el sector de la automoción hay muchas piezas que exigen nervaduras profundas, típicamente de 75-100 mm - o 50 mm para nervaduras ciegas - lo cual representa un desafío para la electroerosión" - Brett Mitchell, RP Technologies


Por supuesto no todo el rectificado del sector de la automoción es de producción, tal y como puede verse en FSG Tool & Die, con sede en Llantrisant, Reino Unido. FSG ha instalado recientemente una rectificadora de superficie en voladizo Perfect PFG80-150AHD de RK International Machine Tools para asistir a la producción de utillaje.

A medida que el utillaje de automoción se ha vuelto más complejo en los últimos años, el tamaño de los conjuntos de matrices se ha incrementado. Con esto en mente, FSG Tool & Die revisó recientemente su capacidad de rectificado de superficie, buscando reemplazar una máquina muy usada por algo que pudiera poner al día a la empresa y proporcionar una mayor capacidad. Aunque el modelo PFG80-150AHD es la máquina más pequeña del rango voladizo de Perfect, cuenta con un tamaño de mesa de 800 mm x 1.500 mm, que cubre la gran mayoría de los trabajos en FSG.

"El aumento del tamaño de mesa nos permite trabajar de diferentes maneras; mejorar el rendimiento y rectificar piezas más grandes que anteriormente habrían dependido de proveedores subcontratados", dice el responsable del equipo de rectificado Simon Elliott. "Al realizar el pedido estudiamos varias opciones antes de realizar nuestra selección. Las conversaciones que tuvimos con RK nos convencieron de que no solo estaban vendiendo una máquina, sino que querían asegurarse de que obtuviéramos la solución adecuada para nuestras necesidades".

Electroerosión (EDM)La fabricación de utillaje también está impulsando la inversión en las últimas tecnologías de electroerosión. Lynar Manufacturing de Harlow, Reino Unido, ha reemplazado una antigua máquina de erosión por hilo y ha instalado un nuevo Sodick VL600Q, una medida que ha hecho que la empresa haya duplicado la velocidad de corte y al mismo tiempo reducido el consumo de hilo. La máquina se ha configurado para producir utillaje de prensa para los soportes de montaje del alumbrado y otras piezas utilizadas en los remolques de automoción, desde grandes camiones articulados hasta vehículos de 7,5 toneladas.

"La nueva máquina nos proporciona una bancada cinco veces más grande que nos permite producir utillaje más grande o fabricar múltiples componentes más pequeños en una sola plataforma de trabajo", dice el gerente de utillaje y diseño Sean Murrells. "Como resultado podemos tratar con una gama más diversa de proyectos, al tiempo que hacemos que el proceso sea más eficiente y rentable".

Cuando se utiliza para la fabricación comercial de punzones y troqueles de acero para herramientas, la máquina corta típicamente dentro de 10μm. Sin embargo, en la pruebas de corte bajo condiciones controladas, las tolerancias pueden llegar a las 2 micras.

La historia es parecida para el especialista de moldeo por inyección RP Technologies, con sede en Kingswinford, Reino Unido, que está utilizando su recién instalado sistema de electroerosión por penetración Sodick AD55L para reducir de días a sólo unas horas el tiempo necesario para producir nervaduras profundas. Alrededor del 60% del utillaje de aluminio de cambio rápido de la empresa se destina a la industria del automóvil, desde piezas de debajo del capó hasta componentes de interior.

"En el sector de la automoción, parece que hay muchas piezas que exigen nervaduras profundas, típicamente de 75-100mm - o de 50 mm para una nervadura ciega - que representa un desafío para la electroerosión", explica el director Brett Mitchell. "Nuestra nueva máquina puede producir nervaduras de este tipo en horas, en lugar de los días que necesitábamos anteriormente. Dado que en el campo de la automoción todo tiene que ver con la reducción del tiempo, la inversión ha resultado ser de una importancia crucial".

El cambio del fluido del corte ha generado un ahorro anual de 240.000 dólares

Quaker’s new heavy-duty neat oil contains a synthetic ester and a non-sulphurised and non-chlorinated extreme pressure additive

El nuevo aceite puro para uso intensivo de Quaker contiene un éster sintético y un aditivo de presión extrema no clorado y no sulfurizado

Un importante fabricante de componentes de dirección estaba experimentando problemas de excesivos residuos en el rectificado de engranaje sinfín, que es una operación crucial para la empresa. La planta no podía cumplir con las especificaciones de acabado superficial requeridas por su cliente. Por otra parte, también se emitió un mandato corporativo para restringir el uso de parafina clorada en los fluidos metalúrgicos. Como resultado, la planta acudió a Quaker Chemical para que desarrollase un fluido para rectificado capaz de satisfacer las especificaciones de acabado superficial requeridas y permitir a la empresa adoptar una tecnología libre de cloro.

El equipo de Quaker analizó los retos y desarrolló QuakerCut 026 PEJ, un aceite puro para uso intensivo que contiene un éster sintético y un nuevo aditivo de presión extrema no sulfurizado y no clorado.

En los ensayos utilizaron las máquinas Nachi de rectificado de engranaje sinfín del cliente, comparándolas con las anteriores que usaban aceite puro clorado, y demostraron que el cambio al nuevo fluido de rectificación lograba ambos objetivos, ahorrando al cliente 240.000 dólares anuales mediante el proceso de reducción de residuos.

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