FABRICACION DE ENGRANES CEMENTADOS POR EROSION DE HILO

DESCRIPCION DEL PROCESO DE OBTENCION DE ENGRANES MEDIANTE CORTE POR HILO Y POSTERIOR CEMENTADO

1. Fabricación de engranes cementados por erosión de hilo

2. En 2017 CIATEQ brindaba mantenimiento a moldes de compresión para continental, usados para fabricar bolsas de aire que van en la suspensión de camiones y tráileres. Dichos moldes tenían componentes HASCO los cuales tardaban demasiado tiempo en llegar mientras los moldes continuaban produciendo a pesar de las fallas, hasta que alcanzaron un estado critico en el que era ineludible el reemplazo de los componentes, por lo que se encargo a CIATEQ la fabricación de engranes y cremalleras de reemplazo, en este caso abordaremos la fabricación de los engranes de reemplazo Z1555.

3. Un engranaje es un artefacto dentado integrado de dos o más piezas que al estar en contacto transmiten energía mecánica por movimiento rotativos. Los dientes de cada engrane encajan entre sí para arrastrar a las ruedas y mantener una acción continua. El funcionamiento de los engranajes se basa en dos componentes principales: una corona y un piñón. La rueda que transmite el movimiento se conoce como motriz y la que es arrastrada es la rueda conducida.  Los engranajes varían de acuerdo con el tamaño, la posición de los dientes y el tipo de material. . Que es un engranaje?

4. Ejes paralelos Rectos:  Este tipo de engranajes son los más comunes y sencillos de fabricar. Su principal característica son sus dientes rectos, encargados de empujar y transmitir la energía. Se subdividen en: engranajes paralelos de dientes rectos y engranajes perpendiculares y cónicos  Cilíndricos o helicoidales:  A diferencia de los engranajes rectos, los cilíndricos o helicoidales cuentan con dientes oblicuos capaces de empujar con mayor fuerza y velocidad. Sus ventajas son el silencio y la suavidad al estar en operación, a pesar de ello requieren de mayor mantenimiento respecto a los engranajes rectos.  Doble helicoidales:  Sus hélices se intercalan al estar en funcionamiento para generar un empuje con fuerzas opuestas e iguales. Ejes perpendiculares Helicoidales cruzados Cónicos de dientes rectos  Cónicos de dientes helicoidales Cónicos hipoides Helicoidales de rueda y tornillo sinfín  .

5. La electroerosión por hilo(EDM) es un proceso no tradicional para el mecanizado de engranajes que se utiliza para crear formas intrincadas y precisas, especialmente para materiales difíciles de mecanizar con métodos convencionales. En la electroerosión, una corriente eléctrica circula entre la pieza de trabajo (engranaje en bruto) y la herramienta de corte, genera chispas que erosionan el material y dan forma a los dientes del engranaje. La electroerosión es muy precisa, lo que la hace ideal para engranajes complejos con tolerancias ajustadas, como los utilizados en la industria aeroespacial y la maquinaria de alta precisión. Este método también es beneficioso para mecanizar materiales duros, como aceros para herramientas y aleaciones, que serían difíciles de cortar con métodos tradicionales. Si bien la electroerosión suele ser más lenta que otros procesos de tallado de engranajes, su capacidad para producir detalles precisos e intrincados la hace invaluable para aplicaciones donde la precisión y la complejidad son primordiales.

6. En la electroerosión por hilo (WEDM) un hilo conductor, normalmente de latón, se utiliza como electrodo. El hilo pasa por unas guías que se mueven mediante motores DC lineales guiados por control numérico el cual determina la trayectoria que debe seguir el hilo. Las descargas se producen por la diferencia de potencial existente entre el hilo y la pieza de trabajo que debe ser de un material conductor de electricidad. El hilo circula continuamente, y entre el hilo y la pieza, existe un canal llamado de descarga, bañado por un fluido dieléctrico, que generalmente es agua desionizada y por lo tanto dieléctrica. El dieléctrico es introducido entre el hilo y la pieza con el objetivo de ayudar al salto y calidad de las chispas, refrigerar el “gap” así como eliminar el material arrancado por las descargas eléctricas. El mantener una distancia correcta entre hilo y pieza es el punto más importante para tener un correcto mecanizado y conseguir precisión.

7. Estos engranes se elaboraron a partir de una barra de acero P20 de 2 x 2 x 20 in, sin embargo, la dureza en verde del acero P20 ronda los 28-34Hrc, por lo que se cemento los engranes después cortar los mediante electroerosión por hilo. El acero P20, cuando es somete cementación, adquiere una dureza superficial de 53-57 HRC. Este proceso involucra la adición de carbono en la superficie del acero, se realiza a altas temperaturas y luego se enfría, resultando en una capa dura y resistente al desgaste. 1. Calentamiento: S e calienta a una temperatura que varía entre 870°C y 950°C (1600°F y 1740°F). 2. Exposición a un medio rico en carbono: Durante este calentamiento, el acero se expone a un medio rico en carbono, como gas o atmósfera controlada. 3. Enfriamiento: Una vez que el acero ha absorbido el carbono, se enfría rápidamente, ya sea al aire, al aceite o en agua, dependiendo del tipo de cementación y el resultado deseado. 4. Revenido (opcional): Para mejorar la tenacidad y reducir la fragilidad, el acero cementado puede ser revenido a una temperatura más baja.

8. Beneficios de la cementación en acero P20:   Mayor dureza superficial: La cementación aumenta significativamente la dureza superficial del acero P20, lo que le permite resistir mejor el desgaste y la abrasión.   Mayor resistencia al desgaste: La capa dura de la cementación protege la superficie del acero P20 del desgaste, prolongando su vida útil.   Mejor resistencia a la fatiga: La cementación puede mejorar la resistencia a la fatiga del acero P20, lo que es importante en aplicaciones donde el acero está sometido a esfuerzos repetitivos.