VLC 200 GT de EMAG: Combinación de tecnologías para mecanizar componentes de engranajes modernos
02.04.2019 - Markus Isgro
El crecimiento del mercado de la movilidad eléctrica ya no es ningún secreto. Así pues, apenas sorprende un estudio actual de la consultora Strategy Analytics según el cual, de aquí al 2025, las cifras de producción de "vehículos electrificados" aumentarán hasta representar el 25% del mercado mundial. A este respecto, se debe tener presente: por un lado, que "electrificado" engloba todas las formas de movilidad eléctrica, es decir, vehículos híbridos, con pilas de combustible y puramente eléctricos), por otro lado, que los mercados son muy heterogéneos. Se calcula que aprox. el 50% de esta producción corresponderá a China y el otro 50% al resto del mundo.
La heterogeneidad de los mercados implica la existencia de muchos fabricantes, aún más modelos y, al mismo tiempo, numerosos conceptos de accionamiento. Asimismo, ¾ de los vehículos continuarán saliendo de la cadena de montaje equipados con motores de combustión clásicos. Si uno se pone por un momento en el lugar de los planificadores de la producción y los proveedores, verá que su situación es complicada: ¿Cómo pueden hacer frente a esta variedad de productos y a las cifras de producción crecientes? Desde hace muchos años, EMAG Maschinenfabrik da respuesta a esta pregunta con su amplia oferta de soluciones de producción para componentes que se utilizan, sobre todo, en trenes de fuerza.
La serie VLC de EMAG abarca un amplio espectro de tecnologías de mecanizado: torneado, taladrado, fresado, fresado por generación, rectificado, mecanizado duro y blando... en definitiva, todo lo necesario para diseñar líneas de fabricación completas. "Con las máquinas VLC, podemos reproducir la cadena de procesos completa para la fabricación de componentes de engranajes, desde la pieza bruta hasta el componente terminado", explica Dragan Ivanovic, director del equipo de Oferta y Tecnología de EMAG Maschinenfabrik GmbH. "El cliente resulta favorecido por la estructura uniforme de nuestras máquinas, es decir, unas alturas de transferencia siempre iguales y por una automatización pickup integrada que simplifica mucho el encadenamiento de las máquinas".
La automatización pickup es la base del éxito de las máquinas EMAG. Con ella se revolucionó el mercado hace casi 30 años. Cada máquina de la serie VLC cuenta con un depósito de piezas brutas y piezas terminadas, y con un husillo de trabajo que se carga y descarga de forma automática desde dicho depósito. Con ello se minimizan los tiempos improductivos y se logra una alta productividad.
"Naturalmente, estas ventajas también están presentes en nuestra VLC 200 GT, una combinación de torno y rectificadora que hemos desarrollado especialmente para el mecanizado duro al final de la cadena de procesos", añade Ivanovic.
Combinación de procedimientos para el mecanizado de ruedas de engranaje
La VLC 200 GT presentada en 2016 fue desarrollada centrándose sobre todo en las ruedas de engranaje. "Puesto que se producen en grandes volúmenes y deben cumplir estrictos requisitos de calidad, las ruedas de engranaje son el producto ideal para mecanizar en la VLC 200 GT", explica Ivanovic. "Al analizar el proceso de mecanizado, nos dimos cuenta de que podemos realizar todo el mecanizado duro en una sujeción". Para ello, EMAG ha apostado por combinar dos procedimientos: torneado duro y rectificado. Primero se lleva a cabo el torneado de desbaste duro del talón y el taladro. A continuación, en la rueda de engranaje queda una medida excedente residual de tan solo unos pocos micrómetros. A su vez, ello da como resultado un proceso de rectificado mucho más corto, con muelas de corindón o muelas CBN, lo que redunda en un doble ahorro de costes, ya que, gracias al acortamiento del ciclo, se reducen los costes de herramienta y los costes por pieza globales. Al mismo tiempo, la calidad del mecanizado se beneficia de la combinación de torneado y rectificado: si después del torneado solo es necesario rectificar una mínima medida excedente, las características de la muela se pueden ajustar específicamente a la calidad final deseada. De esta manera, la VLC 200 GT permite implementar de forma fiable valores de superficie con un grado de rugosidad medio Rz inferior a los 1,6 micrómetros.
Solución de fabricación para componentes de transmisiones CVT
Las ruedas de engranaje estarán hasta mucho después del año 2025 entre los componentes de automoción más fabricados. Sin embargo, como resultado de la electrificación de la cadena cinemática están resurgiendo algunos conceptos de accionamiento más antiguos. Así lo explica Dragan Ivanovic: "Percibimos una tendencia a utilizar transmisiones CVT. Esto se debe sobre todo a la gran eficiencia de esta transmisión que, al adaptar progresivamente la multiplicación sin interrumpir la fuerza de tracción, permite aprovechar óptimamente la energía suministrada y, con ello, reducir el consumo. Trasladado a los vehículos híbridos, esto significa que, con la carga eléctrica, se pueden lograr mayores autonomías y, por ejemplo, conducir en el casco urbano durante un día entero usando solo tracción eléctrica".
La multiplicación progresiva y la gran comodidad de conducción resultante son el fruto de un principio de diseño inteligente que prescinde de las ruedas dentadas. En lugar de con ellas, la fuerza motriz se transmite con un fleje de acero o una cadena de láminas que gira alrededor de dos ejes con discos cónicos. Así pues, la calidad de estos componentes tiene una importancia fundamental. Por ello, el mecanizado duro de alta precisión de estas piezas suele formar parte de un proceso de varias etapas en el que se utilizan distintas máquinas de torneado y rectificado. Y es precisamente en el mecanizado duro donde los planificadores de la producción no aceptan ningún error de mecanizado, ya que los costes de cada pieza bruta templada son verdaderamente altos. Esta es una tarea que EMAG ha asumido con mucho gusto.
Solución de producción para discos de polea CVT
La zona de trabajo de la VLC 200 GT se puede configurar de forma flexible según la aplicación específica: como equipamiento opcional se pueden adquirir husillos portamuelas interiores y exteriores, portaherramientas de bloque o la acreditada torreta portaherramientas de 12 posiciones de EMAG. "Esta flexibilidad de la máquina nos permite mecanizar, además de ruedas de engranaje, discos de polea CVT", continúa explicando Ivanovic.
Para ello, EMAG ha dotado la VLC 200 GT, además de con la torreta portaherramientas, con un husillo portamuelas exterior, combinando de nuevo el torneado duro con el rectificado. "Gracias a esta combinación de procedimientos, podemos configurar la muela abrasiva de forma óptima para la superficie del disco CVT, ya que todas las demás superficies y taladros tan solo se deben tornear para obtener la calidad requerida", explica Ivanovic. Esto, a su vez, conlleva una reducción de los costes de herramienta y un acortamiento de los ciclos, ya que la muela abrasiva se desgasta más lentamente y, por tanto, no es preciso reavivarla tan a menudo. Específicamente para esta operación, la VLC 200 GT dispone, por lo demás, de un husillo de reavivado separado con recubrimiento de diamante. "Gracias al sistema de reavivado rotativo separado y a los sensores de detección del ruido propagado por cuerpos sólidos, la máquina está perfectamente equipada para aprovechar las ventajas de la tecnología de rectificado CBN", destaca Ivanovic. Además, el palpador de medición integrado garantiza la fiabilidad permanente del proceso y una alta calidad de mecanizado. Con él se puede comprobar y, si es preciso, corregir el diámetro y la longitud del componente en la sujeción después del proceso. Los desarrolladores de EMAG también otorgan especial importancia a la comodidad de manejo y a la accesibilidad: unas puertas de gran tamaño garantizan la facilidad de acceso a la zona de trabajo, lo que permite cambiar de forma rápida y cómoda las herramientas y medios de sujeción.
