Los engranajes de acoplamiento de las transmisiones automotrices requieren un mecanizado final estable después de la carburación y el endurecimiento. Para el acero endurecido 16MnCr5 con una dureza HRC de 58 a 62 , el acabado con tolerancias reducidas debe controlar la calidad de la superficie y la estabilidad dimensional, manteniendo al mismo tiempo un tiempo de ciclo predecible en las líneas de producción automatizadas.
UHD, la marca de Henan UHD Ultrahard Tools Co., Ltd. , desarrolló una solución de inserto de CBN compuesto soldado para el acabado en seco continuo de orificios y caras de engranajes. En esta aplicación, se utilizó el inserto de CBN compuesto soldado UHD UPN605 C06. Permite realizar acabados a 160 m/min con una profundidad de corte de 0,1 mm, lo que ayuda a reducir las marcas de herramienta, la variación dimensional y la frecuencia de cambio de herramienta.
Los engranajes de acoplamiento de la transmisión son componentes críticos del sistema de transmisión. Tras el tratamiento térmico, sus dimensiones finales y el acabado de su superficie se completan mediante mecanizado de precisión. En celdas de torneado CNC automatizadas o líneas de producción interconectadas, incluso pequeñas variaciones en el comportamiento de los insertos pueden afectar la uniformidad de los componentes, el tiempo de actividad de la máquina y la planificación de la producción.
Antes de introducir la solución UHD, la aplicación utilizaba insertos de CBN importados. Si bien el proceso existente podía realizar la operación, la producción sostenida reveló varias limitaciones:
| Artículo | Detalles de la aplicación |
|---|---|
| Industria | Componentes automotrices |
| pieza de trabajo | engranaje de acoplamiento de transmisión automotriz |
| Material y dureza | Acero carburizado endurecido 16MnCr5, HRC 58–62 |
| Área de mecanizado | Orificio interior y cara final |
| Modo de mecanizado | Corte continuo, acabado, mecanizado en seco |
| Insertar solución | Inserto de CBN compuesto soldado UHD UPN605 C06 , VBGW160404 |
| Velocidad de corte, Vc | 160 m/min |
| Profundidad de corte, aprox. | 0,1 mm |
| Alimentación, f | 0,01 mm/rev |
La solución UHD combinó el diseño de los insertos, la uniformidad en la fabricación y la optimización de los parámetros de mecanizado. El objetivo no era simplemente aumentar la velocidad de corte, sino establecer un proceso de acabado más estable para la producción de engranajes de acero endurecido.
El inserto combina un sustrato de carburo con una capa compuesta de CBN soldada. Esta estructura está diseñada para proporcionar resistencia general, junto con la resistencia al desgaste y la estabilidad térmica necesarias para el acabado continuo del acero endurecido.
La geometría de corte se optimizó para obtener un margen de acabado de aproximadamente 0,1 mm. Una acción de corte más estable ayuda a reducir el riesgo de marcas de herramienta visibles y contribuye a obtener una superficie acabada más uniforme.
El control preciso de la soldadura fuerte garantiza la uniformidad en la posición y el ángulo de la punta de CBN. Esto reduce la variación entre los insertos y contribuye a un rendimiento dimensional más predecible en todos los lotes de producción.
El proceso se ajustó para operar a 160 m/min manteniendo la estabilidad del corte en seco. La selección de la herramienta y las condiciones de corte se evaluaron conjuntamente, en lugar de como variables separadas.
En comparación con los insertos de CBN importados utilizados anteriormente en la misma aplicación, el inserto de CBN soldado con compuesto UHD ofreció las siguientes mejoras en el proceso:
| Indicador de rendimiento | Insertar anterior | UHD UPN605 C06 | Cambio observado |
|---|---|---|---|
| Velocidad de corte | 140 m/min | 160 m/min | Aumentado en 20 m/min |
| Tiempo de ciclo por pieza | 4 segundos | 3 segundos | Aproximadamente un 25% más corto |
| Vida útil de la herramienta por filo de corte | 50 piezas/borde | 250 piezas/borde | Vida útil de la herramienta 5 veces mayor |
Durante la producción continua, las marcas de herramienta en la superficie se redujeron visiblemente, la variación dimensional se controló mejor y se requirieron menos cambios de plaquitas. Estos factores contribuyeron a un ritmo de mecanizado automatizado más estable.
Para el acabado de engranajes de alto volumen, el rendimiento de la herramienta debe evaluarse más allá de un solo filo de corte. La geometría repetible del inserto, el comportamiento de desgaste estable y la correcta adaptación al proceso pueden influir en el rendimiento a nivel de línea.
Este método de inserción de CBN soldada con material compuesto resulta relevante cuando se requiere un acabado continuo en componentes de acero carburizado y endurecido con tolerancias de mecanizado reducidas. Una lógica de evaluación similar puede aplicarse a engranajes de automóviles, componentes de cojinetes, piezas de transmisión de energía eólica y otras piezas de acero endurecido. El grado, la geometría y los parámetros de corte de la inserción deben seleccionarse en función del estado del material, la rigidez de la máquina, la tolerancia, el margen de mecanizado y los requisitos de producción.
UHD ofrece a los fabricantes B2B herramientas de corte de CBN y PCD, insertos de CBN soldados con material compuesto, herramientas conformadas y soluciones de utillaje no estándar. Gracias al desarrollo interno de materiales de CBN y diamante, la fabricación digital, la inspección óptica de precisión y el soporte técnico orientado a la aplicación, UHD colabora con sus clientes para adaptar el diseño de la herramienta y las condiciones de corte a las operaciones de mecanizado de metales más exigentes.
Comparta información sobre el material de su pieza, su dureza, el área de mecanizado, la tolerancia, los parámetros de corte y la información actual de la herramienta. UHD podrá evaluar su aplicación y recomendarle una solución de plaquitas de CBN adecuada.
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