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Fabricación de engranajes 101: una guía sobre los procesos de producción de engranajes

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HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/es/fabricacion-de-engranajes/" title="Fabricación de engranajes 101: una guía sobre los procesos de producción de engranajes">Fabricación de engranajes 101: una guía sobre los procesos de producción de engranajes

¡Bienvenido a Fabricación de engranajes 101! Esta guía le ayudará a comprender mejor los engranajes. Desde los entresijos de su funcionamiento hasta el núcleo de su proceso de fabricación, obtendrá toda la información aquí.

Los engranajes están en todas partes, puedes encontrarlos en los motores de los automóviles y en tus dispositivos favoritos, hasta en ese reloj analógico que usas. Su papel en el buen funcionamiento de todos estos dispositivos es muy significativo.

Saber cómo se fabrican es clave para comprender la importancia de los engranajes. El proceso de fabricación de equipos debe planificarse en detalle. Cualquier desviación del proceso requerido puede provocar problemas de funcionamiento. 

Si tiene curiosidad acerca de cómo se fabrican los engranajes o alguien que busca ampliar sus conocimientos, esto le ayudará. Desde los conceptos básicos del diseño de engranajes hasta las complejidades de las diferentes técnicas de fabricación, lo cubriremos todo. 

Engranajes metálicos diseñados con precisión que se entrelazan suavemente, lo que muestra técnicas de fabricación avanzadas para maquinaria de alto rendimiento.

Tipos de engranajes comunes y su aplicación

Los engranajes vienen en varias formas y tamaños, cada uno diseñado para aplicaciones específicas. Su caso de uso es extenso, incluida la transmisión de potencia en maquinaria y proporcionar un control de movimiento preciso en robótica. A continuación se mencionan algunos tipos importantes de engranajes.

Ruedas dentadas

Son el tipo más común y tienen dientes rectos paralelos al eje del engranaje. Estos engranajes se emplean en lugares donde la fiabilidad es el factor más importante. Los ejemplos incluyen transmisiones de automóviles y maquinaria industrial.

Engranajes helicoidales

Los engranajes que tienen dientes en ángulo en un patrón helicoidal alrededor del eje del engranaje se conocen como engranajes helicoidales. A menudo se encuentran en aplicaciones de alta velocidad como Herramientas de máquina y sistemas de transmisión de energía.

Engranajes cónicos

Engranajes cónicos se utilizan para permitir la potencia y el movimiento entre ejes que se cruzan. Tienen dientes cónicos y se encuentran comúnmente en diferenciales de vehículos. Su función clave en los vehículos es transferir potencia entre el eje de transmisión y las ruedas en ángulo.

Engranajes helicoidales

Los engranajes helicoidales son un tipo de sistema de engranajes que funciona en ángulo recto para transferir movimiento y potencia entre ejes no paralelos. Estos dispositivos se componen tanto de un tornillo sin fin (un engranaje que se asemeja a un tornillo) como de una rueda helicoidal (un engranaje con dientes que engranan con el tornillo sin fin). Los dientes de la rueda helicoidal engranan con los hilos helicoidales que el gusano ha enrollado alrededor del eje.

Vista en primer plano de los engranajes helicoidales, que resalta el detallado engranaje de los dientes y el mecanizado de precisión, esenciales para una transmisión de potencia eficiente.

El proceso de fabricación de engranajes

El proceso de fabricación de engranajes requiere precisión y experiencia, lo que garantiza su funcionalidad y confiabilidad. Desde el material adecuado hasta los procesos involucrados, todo tiene sus propias especificaciones.

Materiales necesarios

La selección de materiales utilizados en la producción de engranajes está influenciada por una serie de variables. Estos constituyen el uso previsto, el nivel de durabilidad necesario, el entorno y las limitaciones presupuestarias. Estos son algunos materiales que suelen preferirse:

1. acero: 4 variedades de acero, acero inoxidable, acero al carbono, aleación de aceroy el acero para herramientas puede ser una buena opción.

2. Hierro fundido: El hierro fundido de 2 tipos también puede ser una opción para la fabricación de engranajes; Los tipos son fundición gris y fundición dúctil.

3. Latón: Aleado latón También es una gran opción para la base de engranajes.

Imagen macro de intrincados engranajes de latón dentro de un dispositivo mecánico, que muestra su detallada artesanía y su papel esencial en el control preciso del movimiento.

4. Bronce: Fósforo y Bronce Aluminio Hay dos tipos de metal que son adecuados para esta aplicación.

Plástica, cerámica, y algunos materiales compuestos también tienen espacio en el campo de la fabricación de engranajes. 

El proceso

El meticuloso proceso de fabricación de engranajes implica muchos pasos y cada uno de ellos es igualmente importante. Aquí está el proceso detallado.

Paso 1- Diseño e ingeniería:

Los ingenieros desarrollan engranajes según las necesidades de la aplicación mediante el uso de un software especial. Tienen en cuenta aspectos como el perfil del diente, el tamaño, la relación de transmisión y el material que se utilizará. Esta fase es sinónimo de crear un plano antes de construir una casa.

Paso 2- Selección de materiales:

Para la producción de engranajes, selección de materiales es crucial y se ve afectado por una serie de parámetros. Estos son el entorno de trabajo, la capacidad de carga, la resistencia al desgaste, etc. Las necesidades precisas de la aplicación son la base para la selección del material.

Paso 3- Preparación de la materia prima:

Una vez seleccionado el material, hay que prepararlo antes del proceso de fabricación. Esto puede implicar pasos como cortar, dar forma o fundición la materia prima en la forma deseada. Normalmente se trata de palanquillas, barras u hojas, según la técnica de fabricación.

Paso 4- Proceso de mecanizado:

Torneado: Gire la pieza de trabajo hasta lograr la forma y dimensiones requeridas retirando el material con una herramienta de corte. Para engranajes cilíndricos, con frecuencia se utiliza el torneado.

Fresado: este proceso crea engranajes con una variedad de perfiles y configuraciones retirando material de la pieza de trabajo mediante cortadores giratorios. Es posible molino superficies tanto lisas como curvas.

Tallado: se utiliza un procedimiento de fresado específico llamado tallado con fresado para fabricar engranajes cilíndricos. La formación de los dientes de los engranajes se realiza mediante una talladora. Este proceso elimina gradualmente material de la pieza de trabajo mediante una encimera.

Brochado: en esta técnica, se utiliza una brocha para eliminar material con un movimiento lineal. Una brocha es un tipo de herramienta de corte con muchos dientes. El brochado es excelente para la fabricación de engranajes con chaveteros o ranuras internas.

Rectificado: La eliminación de material innecesario de la pieza de trabajo con granos abrasivos para obtener una mejor calidad de la superficie es el rectificado. El rectificado mejora las propiedades de engrane de los engranajes y también favorece el logro de tolerancias estrictas.

Paso 5- Tratamiento térmico

Para mejorar sus características mecánicas, los engranajes se someten a procedimientos de tratamiento térmico después del mecanizado. Los métodos típicos de tratamiento térmico incluyen

Temple: Esto incluye reducir rápidamente la alta temperatura de los engranajes para aumentar su resistencia y dureza.

Templado: para aumentar la tenacidad y disminuir la dureza, los engranajes se calientan a una temperatura determinada y luego se enfrían gradualmente.

Carburación: Proceso de agregar carbono a la superficie de los engranajes para hacerlos más duros y resistentes al desgaste.

Paso 6 – Terminando

Algunos operaciones de acabado se realizan para proporcionar una mejor calidad a los engranajes.

Desbarbado: este proceso mejora tanto la seguridad como la apariencia, ya que elimina rebabas y bordes afilados de los dientes y superficies de los engranajes.

Recubrimiento de superficies: Aplicación de recubrimientos para mejorar la resistencia a la corrosión y la estética, como pintura o enchapado.

Lapeado y pulido: El proceso utiliza compuestos abrasivos y procesos de pulido para proporcionar un acabado superficial fino y precisión dimensional.

Paso 7: montaje y prueba

En última instancia, los engranajes pueden ensamblarse en sistemas mecánicos más sustanciales y evaluarse allí para determinar su rendimiento, alineación y utilidad. Para asegurarse de que el engrane de engranajes funcione correctamente en una variedad de situaciones, se pueden realizar pruebas. Las pruebas incluyen análisis de vibración, pruebas de carga y evaluaciones de engrane de engranajes.

Mecanismo de engranajes industriales complejo con múltiples ruedas dentadas y cadenas, integral a las operaciones internas de una maquinaria, destacando una ingeniería robusta.

Conclusión

En resumen, ha aprendido las complejidades de los engranajes de la maquinaria que crea el mundo en el que vivimos. Conocer estos procedimientos puede ayudarle a apreciar la tecnología que utilizamos a un nuevo nivel. También te ofrece un mundo de posibilidades para la experimentación y la creatividad.

Los engranajes no sólo vienen en formas circulares; Aunque las circulares son las más comunes, existen muchas otras formas. Las transmisiones sin engranajes se utilizan en algunas aplicaciones de alto rendimiento. Estos dispositivos, como los que se encuentran en los engranajes magnéticos, utilizan campos magnéticos en lugar de engranajes físicos para transmitir par.

Métodos avanzados de corte de engranajes, como mecanizado electroquímico (ECM) y la ablación láser ofrecen una conformación precisa de los engranajes. Estos métodos funcionan sin la necesidad de herramientas físicas de corte. Técnicas como estas permiten diseños complejos y reducen el desperdicio de material.

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