1. UNIDAD
EDUCATIVA
PADRES SOMASCOS
“EL CENÁCULO”
PERTENECIENTE A :
____________________________________
PROFESOR:
ING. IND._______________________________
CURSO:
________________
ESPECIALIZACIÓN:
MECANIZADO Y CONSTRUC. METÁLICAS
TEMA :
ELABORACIÓN DE ENGRANAJES
AÑO LECTIVO: 2011
2. Proceso de Elaboración de
Engranajes
MATERIALES
Torta de aluminio de 5” de diámetro x 2” de Longuitud
Acero de transmisión de 1” de diámetro x 5” de Longuitud con dos tuercas de 1”
Herramientas y Accesorios Máquinas - Herramientas
Broca de centro de 5/16” Torno
Broca HHS de 8, 15,21.5 mm. Fresadora
Cuchilla de 1/2” de Widia Esmeril
Arco con sierra
Módulo de Fresar N° 7
Llaves: N° 32, N° 17
Punto móvil
Portabrocas con cono morse
Tornillo de Banco
EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL
Overol Zapatos
Gafas Tapones
COSTO DE MATERIALES
DESCRIPCIÓN VALOR
Aluminio $7
Brocas 8 mm – $0,90 cts. 15 mm- $1,50 21.5 mm – $3,50
Cuchilla de Widia $10
Arco con sierra $5
Módulo N° 7 $30
Llaves N° 32- $5 N°17- $1,50
OBJETIVO DE LA PRÁCTICA
Inducir al alumno a familiarizarse con el dimensionado y la caracterización de los
engranajes, para lo cual se procederá a obtener los parámetros característicos de ruedas
dentadas.
Realizar una breve introducción a los métodos existentes de producción de engranajes.
Se particularizará, especialmente, en el método de talla de dientes de perfil de evolvente
mediante la fresadora, efectuando un ejemplo de talla de engranajes en el laboratorio de
mecánica industrial.
3. PRIMER PASO:
Debemos cortar el material de aluminio a las
medidas de 2 pulgadas de Longuitud, luego
usaremos un torno observar la ( IMAGEN N°1)
sujetando el material en su plato de 3
mordazas universal y centrándolo para luego
refrentarlo, debido a que en los siguientes
pasos no debe tambalear. El tiempo en que se
realiza el trabajo es de 30 minutos.
IMAGEN N° 1
CORTE DEL MATERIAL: USANDO ARCO CON SIERRA
TORNO REFRENTAR MATERIAL
4. SEGUNDO PASO:
Una vez realizado el paso anterior, podemos
apreciar la ( IMAGEN N°2) la cual nos muestra
que la pieza esta refrentada, ahoraprocedemos
a realizar una perforación en su centro,
usando para ello el contrapunto y un porta
brocatrabajándolo en el mismo torno, donde
colocaremos la respectiva broca de centro,
luego perforamos con una broca de
8mm, posteriormente otra broca de 15mm ambas
son pasantes.
Se realiza el mismo procedimiento hasta que
llegue al diámetro adecuado que es de 21. 5mm.
Con el objetivo de poder colocarlo en un eje
roscado, para sujetarlo usando el choque del
divisor la fresadora y un punto. El tiempo en
que se realiza el trabajo es de 20 minutos.
IMAGEN N° 2
5. Nota: Verificar el afilado de las brocas para
una correcta operación.
TERCER PASO:
Se tornea un eje de acero de transmisión de 1
pulgada de diámetro, en el cual se realizan
las operaciones de refrentado y el
respectivo cilindrado a la medida de la
perforación del material de aluminio, se le
realiza centros para sujetarlo con el
contrapunto para evitar movimientos al ser
trabajado, luego se procede a roscarlo.
Nota: Se comprueba el roscado con la tuerca
que es 1”
IMAGEN N° 3
PERFORANDOLO ROSCANDO
6. ACABADO DE LA ROSCA
CUARTO PASO:
Realizado el eje roscado y comprobando la
operación, se introduceel eje en el aluminio
con sus respectivas tuercas ( dos en total)
hasta que quede bien apretada y no tener
problemas de que se mueva, esto lo realizamos
en la prensa o también llamado tornillo de
banco ver ( IMAGEN N° 4) . La cual nos muestra
el proceso.
7. Nota: Si las tuercas son un poco grandes, es
decir no ingresa la llave de boca N° 32 que
es la que se usara en este trabajo, se le
desbasta en la fresadora o también se puede
rebajar en el esmeril hasta que quede exacto
o dejando una pequeña fuga. si tiene disponible
otras llaves úselas y evite este paso.
IMAGEN N° 4
ESMERIL TORNILLO DE BANCO
LLAVE BOCA N° 32
Observación: Tiene que quedar bien apretada
las tuercas, ajustándola con la llave N°32.
QUINTO PASO:
El material se lo sujetaen el choque de 3
mordazas del torno y con el punto
móvil, observemos la( IMAGEN N° 5) que nos
8. muestra como esta sujetado, para proceder al
cilindradodel material, En la que el diámetro
debe quedara la medida exacta de 85 mmde
diámetro para poder trabajar el engranaje,
luego se procede a refrentar nuevamenteel
material en las dos caras hasta que quede
completamente lisa y una medida de 30mm. de
ancho. En las esquinas del material con la
cuchilla se le da un pequeño corte dejando
un avellanado.
IMAGEN N° 5
Nota: No hay que sacar el material del eje
roscado.
9. SEXTO PASO:
Luego terminándolo de cilindrar y refrentar a
las medidas deseadas ( 85x 30) mm. Procedemos a
trabajaren la fresadora para realizar el
engranaje observemos la ( IMAGEN N° 6) en la
que nos muestra detalladamente como esta
sujetado el materialen la fresadora y en la
cual se da un pequeño rayado horizontal y
verticalmente para sacar el centro del
material y luego verificamos cuantos dientes
queremos realizar.
IMAGEN N° 6
FRESADORA MATERIAL EN LA FRESADORA
SUJECCIÓN RAYADO
Nota: Nuestros datos son que se realizara 40
dientes en la rueda, con esto sacamos el
cálculo correspondiente usando la fórmula
de:
F=40/N
Dónde:
40 es la constante del cabezal divisor y
N= Número de dientes o divisiones a realizar,
Dando como resultado, F=40/40=1es decir
quetenemos que dar una vuelta en la manivela
10. del divisor, lo que equivale a un diente a
realizar. Se da un pequeño corte a todo el
material para ver si está bien lo que se va a
ejecutar, si está bien procedemos a hacer los
dientes del engranaje.
SÉPTIMO PASO:
Posteriormente del rayado se procede poco a
poco adar corte con el módulo de fresar N° 7
que esta sujetado en el cabezal vertical de
la fresadora. En el material de aluminio
requerimos la profundidad de 7mm. A
continuación observaremos la ( IMAGEN N°7) en
la que nos muestra el tallado de los dietes.
IMAGEN N°7
DIVISOR UNIVERSAL FRESADO DEL ENGRANAJE
Nota: Una vez terminado todo el material con
la profundidad de corte deseada se le pasa
una lima o lija gruesa para que los dientes
realizados no quede con rebabas del corte.
11. Observación: para un mejor acabado del
engranaje en aluminio se usa una lija n° 1000
o lija muerta en conjunto con diesel.
OCTAVO PASO:
Se retira el material del eje y se presenta
el respectivo trabajo al docente encargado.
TEMA ADICIONAL AL TRABAJO
TIPOS DE ENGRANAJES
Los tipos de engranajes más usados en las industrias son: recto, cónico y mitral, interno,
helicoidal, doble helicoidal y de tornillo sin fin. Cada uno de ellos será descrito brevemente
y se hará mención de su aplicación.
ENGRANAJE CONICO
Estos se usan cuando es necesario transmitir potencia desde
un árbol a otro allí donde los ejes acoplados forman un ángulo,
de modo que sus líneas axiales se cortan. Hay engranajes
cónicos en ángulo recto y también formando ángulos distintos
del recto se fabrican a partir de un tronco de cono, formándose
los dientes por fresado de su superficie exterior. Estos dientes
pueden ser rectos, helicoidales o curvos.
Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan
en un mismo plano. Son utilizados para efectuar reducción de
velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ENGRANAJES CONICOS
ruido que los engranajes cónicos helicoidales. Se utilizan en
transmisiones antiguas y lentas. En la actualidad se usan muy
poco.
ENGRANAJE CÓNICO HELICOIDAL
Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°. La
diferencia con el cónico recto es que posee una mayor
superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente
silencioso. Además pueden transmitir el movimiento de ejes
que se corten. Los datos constructivos de estos engranajes se
encuentran en prontuarios técnicos de mecanizado. Se
mecanizan en fresadoras especiales.
ENGRANAJES CONICOS
HELICOIDAL
ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS INTERIORES
12. Los engranajes interiores o anulares son variaciones del engranaje recto en los que los
dientes están tallados en la parte interior de un anillo o de una rueda con reborde, en vez de
en el exterior. Los engranajes interiores suelen ser impulsados por un piñón, un engranaje
pequeño con pocos dientes. Este tipo de engrane mantiene el sentido de la velocidad
angular. El tallado de estos engranajes se realiza mediante talladoras amortajadoras de
generación.
MECANISMO DE CREMALLERA MECANISMO DE ENGRANAJES
INTERIORES
El mecanismo de cremallera aplicado a los engranajes lo
constituyen una barra con dientes la cual es considerada como
un engranaje de diámetro infinito y un engranaje de diente
recto de menor diámetro, y sirve para transformar un
movimiento de rotación del piñón en un movimiento lineal de
la cremallera. Quizás la cremallera más conocida sea la que
equipan los tornos para el desplazamiento del carro
longitudinal.
CREMALLERA
ENGRANAJES HELICOIDALES
Se asemeja al recto en que los dientes son tallados sobre un
cuerpo cilíndrico, pero difiere de él en que los dientes están
dispuestos en espiral o hélice alrededor del cuerpo, en vez de
estar tallados paralelamente al eje de la rueda. Los dientes
en espiral proporcionan una marcha más suave; tales
engranajes pueden ser usados para conectar ejes paralelos.
ENGRANAJES HELICOIDALES
ENGRANAJES DOBLES HELICOIDALES
Los engranajes dobles helicoidales se parecen a dos
engranajes helicoidales, uno que tiene sus dientes inclinados
hacia la derecha, y el otro inclinado hacia la izquierda, de
modo que los dientes así reunidos vienen a formar una figura
13. de <<chevron>> o espina de pez; estos engranajes se usan siempre con ejes paralelos.
ENGRANAJES DOBLES HELICOIDALES
VENTAJAS DEL USO DE ENGRANAJES.
Los engranajes de dientes rectos tienen las siguientes ventajas y son los más usados en
una gran variedad de aplicaciones:
o Son usadas en los mecanismos de las máquinas herramientas.
o Pueden ser montados en ejes paralelos.
o Son los más fáciles de calcular al momento de tallarlo.
DESVENTAJAS DEL USO DE ENGRANAJES
o Presentancomportamiento un poco ruidoso.
o Poseen poca relación de contacto en los dientes.
o Costos elevados.
o No pueden transmitir potencias entre distancias grandes entre centro.
EFICIENCIA
Las eficiencias de los engranajes, con las pérdidas de potencia consiguientes, originan
fuertes variaciones entre la fuerza verdadera suministrada y la carga que se transmite.
Las pérdidas en cuestión pueden variar, desde 0.5% hasta 80% por engranamiento, lo
que depende de los tipos de los engranajes, sistema de lubricación, chumaceras y el
grado de precisión de manufactura. Se considera que un engranaje con eficiencia menor
del 50% es de diseño defectuoso o que esta incorrectamente aplicado. En engranajes de
dientes rectos externos la eficiencia varía desde 96% a 98.5%.
PROCESO DE FABRICACIÓN
El proceso de fabricación está basado en la generación del diente del engranaje a partir
del diámetro exterior del mismo. El formado de los dientes de un engranaje se realiza por
varios procedimientos, entre los cuales se encuentran: colado en arena, moldeo en
cáscara, fundición por revestimiento, colada en molde permanente, colada en matriz.
También puede fabricarse por Pulvimetalurgía (metalurgía de polvos) o bien formarse
primero por extrusión. Unos de los métodos más usados es el "formado en frío" en el que
unas matrices o dados ruedan sobre cuerpos de
engranajes para formar los dientes, en este caso
las propiedades del metal mejoran
grandemente, además generan un perfil de
buena calidad. Los dientes de los engranajes
se maquinan por fresado, cepillado o
formado con sinfín y pueden ser acabados por
cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con
14. rueda.
PASOS PARA EL
FRESADO DE TALLADO DE ENGRANAJES
DIENTES:
1.- Se tornea el cuerpo de la rueda completamente cilíndrico hasta
que tenga el diámetro y el espesor deseado.
2.- Se taladra el material en su centro para poder sujetarlo en un
eje y montarlo en el divisor universal.
3.- Se prepara la fresadora con el divisor universal.
4.- Se elige la fresa cuyo número u modulo sirva para fresar esa MODULO DE FRESAR
rueda dentada.
5.- El módulo se fija en el árbol porta fresa y se centra con
respecto a la línea PC, enseguida se inmoviliza el carro
transversal.
6.- Se fija la rueda que se ha de fresar, sujetándolo de un extremo
en el divisor universal y el otro extremo en el contrapunto.
7.- Para cada diente que se va a fresar debe dar el eje de la fresa
1/40 avos de vueltas, para lo cual el índice del aparato del DIVISOR Y CONTRAPUNTO
plato divisor deberá dar 40/40 vueltas para ello es necesario
inmovilizar esto quiere decir que dará una vuelta y se inmovilizara el aparato divisor
hasta nuestro próximo diente. (Esto es cuando el cabezal divisor tiene como relación
de transmisión 1/40 avo)
8.- Por último, una vez concluido el fresado de todos los dientes el
engranaje se lo lleva al torno para proceder a la eliminación de
la rebaba producto del corte con la fresa, utilizando para tal
efecto una cuchilla o una lima adecuada.
15. 9.- En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes
aspectos de seguridad, realizando las inspecciones de medidas.
CÁLCULO PARA TALLAR ENGRANAJES
Los engranajes fresados satisfacen la condición de una transmicion suave, sin choque, e
igual paso de diente además presenta gran resistencia y consumen poca fuerza solo por
esta razón su costo es más elevado y a pesar de esto se les prefiere en las prácticas la de
dientes fundidos.
FÓRMULAS APLICADAS PARA EL TALLADO DE ENGRANAJES
NOMBRE FÓRMULAS PARA APLICAR EN ENGRANAJES
DIÁMETRO
EXTERIOR
MÓDULO
PASO
Nº DE DIENTES
DIÁMETRO
PRIMITIVO
CIRCUNFERENCIA
PRIMITIVA
ESPESOR
DISTANCIA ENTRE
CENTROS
ALTURA DE LA
CABEZA
ALTURA DE LA
RAÍZ
LARGO DEL DIENTE
16. TRATAMIENTO TÉRMICO
Los tratamientos que se les practican a los engranajes se dan principalmente en los
dientes, los más comunes son:
CARBURIZADO(A):Es uno de los métodos más
ampliamente usados para el endurecimiento superficial de
los dientes, el engrane cortado se coloca en un medio
carburizante y se calienta, la capa superficial de los
dientes del engranaje absorbe el carbono (difusión) y
depuse de una o más horas de mantenerlo a temperatura
elevada, el carbono ha penetrado para dar la profundidad
de endurecido requerida.
NITRURADO(A): Es un procedimiento de endurecimiento
superficial que se aplica a los engranajes de acero
aleado el engranaje a nitrurar recibe un tratamiento de
bonificado para darle un endurecimiento promedio. Las
zona que no van a ser nitruradas deben ser cubiertas con
placas de cobre u otro material adecuado, después se
coloca en el horno de nitruración calentándolo a 1000º F
(538ºC). El nitrurado se efectúa mediante gas de
amoniaco que se descompone en nitrógeno atómico e
hidrogeno sobre la superficie del acero.El nitrógeno
atómico penetra lentamente en la superficie del acero y
se combina con otros elementos, para formar nitruros de
extraordinaria dureza. Un acero con aleación de
exclusivamente de carbono no puede ser nitrurado con éxito.
ENDURECIMIENTO POR INDUCCIÓN (B,C): El engrane
es endurecido superficialmente por medio de corrientes
alternas de lata frecuencia. El proceso consiste en
enrollar una bobina de inducción alrededor de la pieza,
generalmente la pieza es girada dentro de la bobina, en
pocos segundos los dientes son llevados por encima de
la temperatura crítica (de un color rojo intenso),
después de este proceso el engranaje es retirado de la
bobina y se le da un temple controlado por medio de un
baño de rocío aplicado por un rociador anula o se le
sumerge en un baño agitado. Antes del endurecimiento
por inducción el disco del engranaje se trata
térmicamente.
ENDURECIDO CON FLAMA (D): Proporciona un
endurecimiento poco profunda, es por medio de una
flama oxiacetilénica empleando quemadores
17. especiales. Para obtener un calentamiento uniforme generalmente se hace girar el
engranaje en la flama. El engranaje es semiendurecido y los dientes se rebajan y
se les da el acabado final antes de endurecerlos.
LU
BR
IC
AC
IO
N
Todo los engranes sin importar tipos, ni materiales tendrán mayores probabilidades de
una larga vida útil si se les lubrica en forma adecuada. La lubricación de los engranajes es
un requisito básico del diseño tan importante como la resistencia o la durabilidad
superficial de los dientes de los engranajes.
Sistemas y métodos para lubricación de engranajes, los métodos utilizados para la
lubricación de los dientes de los engranajes varían con el tipo de engranaje, la velocidad
(en la línea primitiva), el acabado superficial, la dureza y la combinación de materiales.
Uno de los métodos de lubricación es el de paletas o brochas, el cual se utiliza
exclusivamente en engranajes de muy baja velocidad y de paso muy grande, otro método
utilizado mayormente en cajas reductoras es por chapoteo; los juegos de engranes de alta
velocidad son los más difíciles de lubricar eficientemente ya que no es fácil sumergir los
engranes en el aceite.
Los siguientes métodos son:
o Lubricación a presión por medio de: bomba para aceite autoconcentida, bomba
motorizada independiente, sistema centralizado de lubricación a presión.
o Atomización, llamado también lubricación por niebla, se utiliza para velocidades muy
altas o donde la acumulación de lubricante sea intolerable.
INSPECCIÓN
Dentro de los métodos más utilizados están:
o La inspección funcional la suministra el examinador de rodillo de doble flanco. Este
examinador de rodillos cuenta con un software de medición de engranes integrado
que rápidamente compara la geometría real del engrane contra las especificaciones
originales.
18. o La inspección Analítica consiste en una sonda de exploración que mide con
precisión cada diente de forma individual creando una imagen topográfica digital del
engrane completo. Esta imagen se compara con la de un modelo en CAD. El software
calcula los parámetros elementales de precisión del engrane, como descentrado,
perfil, espacio entre ondulaciones y errores de derivación.
CONSIDERACIONES DEL DISEÑO
o Mantener los engranajes tan cerca como sea posible, pero dejando espacio libre
necesario para aplicar la lubricación y ejecutar los ajustes necesarios. De esta forma
se eliminan los problemas de vibración.
o Los engranajes deben poseer una carcasa protectora a fin de evitar, por ejemplo, los
problemas debidos al clima, a la zona de trabajo, la manipulación del equipo, etc...
Este tipo de carcasa debe tener una abertura la cual facilite la revisión de la superficie
de los dientes, sin necesidad de desmontar todo el conjunto, también debe poseer una
zona especial donde debe alojar el lubricante para el engranaje.
MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE ENGRANAJES
El proceso de fabricación está basado en la generación del diente del engranaje a partir
del diámetro exterior del mismo. El formado de los dientes del engranaje se realiza por
varios procedimientos, entre los cuales se encuentran: colado en arena, moldeo en
cáscara, fundición por revestimiento, colada en molde permanente, colada en matriz,
fundición centrífuga. También puede fabricarse por Pulvimetalurgia (metalurgia de polvos)
o bien formarse primero por extrusión y luego rebanar son cortadores formadores y
generadores.
Unos de los métodos más usados es el "formado en frío" en el que unas matrices o dados
ruedan sobre cuerpos de engranajes para formar los dientes, en este caso las
propiedades del metal mejoran grandemente, además generan un perfil de buena calidad.
Los dientes de los engranajes se maquinan por fresado, cepillado o formado con sinfín y
pueden ser acabados por cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con rueda.
CARACTERIZACIÓN Y GENERACIÓN DE DIENTES DE ENGRANAJES
INTRODUCCIÓN
Las transmisiones con engranajes están presentes en gran parte de las máquinas más
sofisticadas y modernas, destinadas a realizar funciones, más o menos exigentes, en
cualquier parcela de la industria o del sector doméstico. Sin embargo, la tecnología
asociada a los engranajes no es, en absoluto, una cuestión novedosa, para buscar su
origen debemos remontarnos, por lo menos, hasta la Grecia clásica.
Las técnicas de fabricación de los engranajes sí que han evolucionado en los últimos
2000 años. Durante el desarrollo de esta práctica se pretende hacer un repaso de los
métodos actuales de producción de engranajes (realizando un ejemplo práctico de una de
las técnicas), así como familiarizarse con el dimensionado y la caracterización de los
mismos.
19. NOMENCLATURA DE ENGRANAJES
Durante la práctica se procederá a determinar los parámetros característicos y detalla con
cremallera de algunos engranajes. La nomenclatura seguida es la detallada en las figuras
1 y 2 y ya comentada en la práctica anterior.
Figura 2. Cremallera y perfil de referencia del diente.
PRODUCCIÓN DE ENGRANAJES COMPLETOS
Estos métodos de producción consisten en la formación del engranaje completoen una
sola operación. Se pueden distinguir los siguientes procedimientos:
Fundición: Se diseña un molde que se llena con el material colado (acero, bronce, …).
Este molde es una copia exacta de la futura rueda dentada, sin considerar el
sobredimensionado que va asociado a la fundición (un ligero aumento del espesor del
diente).
Pulvimetalurgia: (Metalurgia de polvos) Consiste en un proceso de fabricación que,
partiendo de polvos finos y tras su compactación previa, para darles una forma
determinada (compactado), se calientan en atmósfera controlada (sinterizado) para la
Figura 1. Nomenclatura del perfil del dentado.
20. obtención de la pieza. Este proceso es adecuado para la fabricación, además de los
engranajes, de grandes series de piezas pequeñas de gran precisión, para materiales o
mezclas poco comunes y para controlar el grado de porosidad o permeabilidad.
Estampación: Se estampa una matriz, con la forma de la futura rueda dentada, que sirve
como herramienta cortante, contra una lámina base. Es un procedimiento empleado
generalmente con ruedas delgadas.
Extrusión y rebanado: La extrusión se basa en hacer pasar una masa fluida de metal,
plástico, etc. por una obertura con una determinada forma. Este método de producir
engranajes consiste en generar, por extrusión, una barra con el perfil de una rueda
dentada, de la cual se van extrayendo los engranajes, seccionándolos como rebanadas.
PRODUCCIÓN DE ENGRANAJES POR TALLA
Los procedimientos de tallado de ruedas dentadas consisten en la utilización de una
herramienta de corte para efectuar el tallado de los dientes de los engranajes a partir de
un cilindro base. Los dientes de los engranajes se mecanizan por fresado, cepillado o
formado con sinfín y pueden ser acabados por cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con
rueda.
Los procedimientos de producción de engranajes por talla se dividen, a su vez, en dos
grandes grupos:
• Procedimientos de talla por reproducción o copia.
• Procedimientos de talla por generación.
Procedimientos de talla por reproducción o copia
En los procedimientos de tallado de ruedas dentadas por reproducción, el borde cortante
de la herramienta es una copia exacta de cierta parte de ella (por ejemplo, del hueco entre
dientes contiguos). Como consecuencia de ello, los métodos de talla por reproducción
precisan de un número elevado de herramientas ya que, incluso para fabricar ruedas
dentadas con el mismo módulo hace falta una herramienta para cada número de dientes,
puesto que el hueco interdental varía.
A estas herramientas de corte se les denomina “cortadores conformadores” y,
generalmente, el cortador tiene la forma exacta del hueco interdental. Cabe distinguir dos
procedimientos, según la máquina herramienta utilizada:
Cepillado: La herramienta, en la sección perpendicular a la dirección de su movimiento
tiene perfiles cortantes, que se corresponden perfectamente con el contorno del hueco
interdental del engranaje a tallar. La herramienta (elemento A, de la figura 3) desarrolla un
movimiento de vaivén sobre el cilindro base, cortando el material correspondiente a un
hueco interdental. Después de cada operación, el cilindro base gira un ángulo igual a 1/z
de vuelta para poder cepillar el siguiente hueco.
21. Fresado: Es un método muy difundido, similar a la talla por cepillado, pero en lugar de una
cuchilla con una forma determinada se utiliza como herramienta una fresa especial
Figura 3. Tallado de un engranaje por cepillado.
estandarizada –la "fresa de módulo"- cuyos dientes tienen perfiles idénticos a la forma del
hueco interdental que se persigue (figura 4). Al final de cada operación de fresado la fresa
vuelve a su posición inicial y la pieza bruta gira un ángulo igual a 1/z de vuelta para poder
fresar el siguiente hueco.
La principal desventaja de este procedimiento es que se necesitan una fresa distinta
para cada combinación de módulo y número de dientes. Como es imposible tener un
juego de fresas para cada caso, además del elevado precio de una "fresa de módulo" y la
rapidez con la que se desgastan, obliga a recurrir a una cierta inexactitud en el tallado,
pues se emplea una misma fresa para ruedas con un número de dientes cercano a aquel
para el que está diseñada la fresa.
Lo habitual es utilizar juegos de 8 fresas por módulo: por ejemplo, para tallar las ruedas
de 35 a 54 dientes se suele utilizar la misma fresa, debido a la escasa variación de los
perfiles. Así, cada fresa se corresponde con el número menor de dientes de su serie, ya
que al aumentar "z" disminuye el hueco interdental, evitando de esta manera el peligro de
"acuñamiento". En ocasiones se emplean juegos de 15 a 26 fresas, para dar una mayor
exactitud.
Este procedimiento conlleva una inexactitud en los perfiles conjugados que no importa
para velocidades pequeñas pero que es inadmisible cuando estas son elevadas.
22. Procedimientos de talla por generación
El procedimiento de talla de ruedas dentadas por generación o rodamiento permite,
aprovechando las propiedades de la evolvente, la "generación del perfil del diente" de un
engranaje. Los dientes de perfil de evolvente se pueden tallar de forma sencilla y muy
exacta empleando herramientas de perfil rectilíneo. La herramienta de corte va avanzando
a medida que la rueda gira sobre su centro.
Esta es la principal ventaja de este tipo de perfiles, cuya talla puede realizarse con una
precisión elevadísima, cualquiera que sea el número de dientes, asegurando así un
funcionamiento perfecto y silencioso, aun a grandes velocidades.Existen diversas formas
de lograr el perfil del diente: por mortajado con un piñón generador, por tallado con
cremallera, por tallado con fresa madre, etc
Generación con piñón generador
Como los perfiles de evolvente son conjugados entre sí, se pueden generar ruedas
dentadas haciéndolas engranar con un piñón generador, es decir, se emplea como
herramienta de corte una rueda dentada con bordes cortantes a la que se hace rodar
sobre la rueda base que se pretende tallar.
Las ventajas de este procedimiento radican en que la talla es continua (no da lugar a
imprecisiones por reposicionado de la herramienta), permite generar engranajes de
dentado interior y con una sola rueda-herramienta se pueden fabricar ruedas dentadas de
un mismo módulo "m" pero con diferentes números de dientes. Presenta las desventajas
de que el piñón generador es mucho más difícil de elaborar y de conservar que el más
mínimo defecto de la herramienta se reproduce en la rueda.
El proceso de talla puede efectuarse de dos formas:
Si la futura rueda dentada se fabrica en material más blando que la herramienta, girando
ambas piezas con la debida relación de velocidades, el piñón generador penetra en la
pieza bruta generando los perfiles conjugados a los perfiles de los dientes de la
herramienta. El proceso puede invertirse, manteniendo una de las ruedas fijas y variando
la velocidad angular de la otra, para obtener el número de dientes deseado.
Este método (poco extendido) se emplea para ruedas dentadas de módulopequeño.
Figura 4. Tallado de un engranaje por fresado.
Cuando el material de partida es suficientemente blando puede ser directamente
mecanizado en frío, en caso contrario necesita ser precalentado.
Mediante una mortajadora en forma de piñón: En la figura 5 se representa el proceso de
talla mediante herramienta con forma de piñón generador: estando la rueda parada se da
al piñón generador el movimiento de vaivén axial a, al mismo tiempo que la rueda se
acerca en la dirección b. Una vez que se ha avanzado la totalidad de los dientes, se para
este último movimiento y empieza el giro de ambas ruedas, conservando el movimiento a
del piñón, con lo cual se va labrando el perfil de los dientes de la rueda. El piñón
23. generador y la pieza bruta deben girar manteniendo la relación de velocidades angulares
establecida por la relación entre sus número de dientes.
Figura 5. Tallado de un engranaje
por generación con piñón generador.