Herramienta para tallado personalizado que permite ángulos de 45 grados

A medida que se incrementa la naturaleza competitiva dentro del mercado, crece también la necesidad de productividad y desempeño al manipular menos las piezas. Una forma de cumplir con esta necesidad es llevar a cabo más operaciones con una sola operación de montaje. La empresa Gurecky Manufacturing Services Inc. de Rosenberg, Texas, decidió mejorar sus operaciones de manufactura al adquirir una máquina que puede trabajar como torno CNC convencional y mecanizar engranajes helicoidales al mismo tiempo. Sin embargo, se hizo necesaria una herramienta para tallado de Heimatec Inc. (Prospect Heights, Illinois) para obtener el ángulo de hélice deseado de 45 grados. 

Gurecky fue fundada en 1983. Hoy la compañía opera desde sus instalaciones de 3995 metros cuadrados, para servir a las industrias de petróleo, gas y energía. La empresa produce piezas de precisión multifacéticas que van desde prototipos hasta producción en masa. Para mantener la competitividad, Gurecky invierte constantemente en equipo de fabricación avanzado. Por ejemplo, desde la compra de su primer DMU 50 ecoline de DMG Mori (Hoffman Estates, Illinois), la compañía se ha cambiado de la producción tradicional en centros de mecanizado vertical (VMC) a las máquinas DMG Mori de cinco ejes, que son más versátiles. 

A finales de 2012, el presidente de Gurecky, John Dorman, decidió que era tiempo para adquirir una máquina CNC específicamente para tallado de engranajes. La compañía contactó a DMG Mori Ellison Technologies y decidió instalar su equipo multifuncional personalizado NLX 2500SY/700 con la capacidad para tallado de engranajes. Lo que hizo desafiante a esta aplicación particular fue el hecho de que Gurecky necesitaba mecanizar engranes helicoidales con un ángulo de 45 grados. Esto fue un problema debido a que las unidades estándar para tallado solo permiten ángulos de hélice de ±30 grados, debido a la pérdida de rigidez.

Motivada por la tarea, Heimatec indicó que podría diseñar una herramienta personalizada para tallado con ajuste para ±45 grados, para ser usada en conjunto con la nueva máquina. De acuerdo con Preben Hansen, presidente de Heimatec, los tornos y sus controles de coordenadas son más sofisticados en estos días, de manera que una máquina de tallado dedicada no es siempre necesaria. “Siempre que las máquinas puedan ejecutarlo, nosotros podremos fabricar una herramienta para hacerlo”.

Luego de pocos meses de pruebas, la herramienta estuvo completa y lista para ser puesta en servicio. La rigidez es la clave para afrontar esta difícil operación de mecanizado, indica. “Esta es una operación muy difícil, y cuando se está girando esta herramienta se presenta una palanca muy alta. Usted se tiene que preocupar por la rigidez de la herramienta. Cuando está trabajando con ángulos de 45 grados y fresado al mismo tiempo, se tiende a perder rigidez”.

Para combatir esta pérdida, Hansen dice que las unidades de Tallado de Heimatec están diseñadas con una fuerte estructura de rodamientos. Esta estructura proporciona durante el giro la rigidez necesaria para reducir el juego e incrementar la vida útil de la herramienta. Esto también incrementa el desempeño de los patrones que realizan el corte, comenta.

La unidad de tallado puede trabajar a 3,000 rpm y proporciona 63 Nm de torque. “Una de las cosas que hacemos para ayudar es incrementar el torque a través de una caja reductora”, dice Hansen. “Muchas veces es una relación 1:1, y pasamos a 2:1. De manera que si se tiene una velocidad de 3,000 rpm dentro de la herramienta, la herramienta solo rota a 1,500 rpm. Así incrementamos el torque de salida al reducir la relación de la herramienta”.

Heimatec y DMG Mori Ellison Technologies configuraron el accesorio para tallado, escribieron el código de programa e iniciaron con el corte de engranes helicoidales con ángulo de 45 grados en un cuarto del tiempo de como se hacía en el pasado. Llevar a cabo más operaciones en un único montaje ha sido la principal medida para el ahorro de tiempo en Gurecky. Anteriormente, la pieza hubiera sido torneada sobre el torno, luego hubiera sido retirada y montada para una operación de tallado secundaria. La sola operación de tallado tomaba entre una y dos horas. Ahora, la compañía puede mecanizar piezas de precisión sobre el torno CNC en tan solo de 8 a 10 minutos, de comienzo a fin, empleando una unidad de tallado. Otro beneficio de la operación de montaje simple es que el desperdicio de material ha sido reducido de 10 por ciento a 1.6 por ciento, mejorando considerablemente la eficiencia general y la rentabilidad de la compañía. 

Junto con el ángulo de ajuste incrementado, Heimatec diseñó la herramienta de tallado personalizada para ser intercambiable, lo cual le permite a Gurecky emplear diferentes tamaños de árbol. La compañía puede poner un tipo diferente de patrón en la unidad y cambiarla por una pieza diferente de forma simple. De acuerdo con la compañía, esta función les ha ahorrado más de US$ 200.000.