Finish machining of hardened gears wheels using cubic boron nitride (CBN) inserts

Mecanizado de acabado de ruedas dentadas templadas con plaquitas de nitruro de boro cúbico (CBN)

El artículo presenta algunos resultados de la investigación del mecanizado de acabado de superficies de apoyo templadas de ruedas dentadas cilíndricas. El mecanizado de acabado se ha realizado con cuñas de geometría definida hechas de CBN. Los resultados de la investigación presentados están relacionados principalmente con los procesos de desgaste de las cuñas de corte. También se han presentado resultados adicionales del examen de la calidad de las ruedas dentadas mecanizadas en acabado.

INTRODUCCIÓN

La mayoría de las ruedas dentadas con superficies de apoyo templadas se mecanizan por rectificado con herramientas de geometría de corte indefinida. El calor liberado durante el rectificado puede tener una influencia desventajosa en la capa superficial de los dientes mecanizados. Desde hace muchos años se vienen realizando investigaciones sobre el mecanizado de acabado de ruedas dentadas templadas con filos de herramienta fabricados con carburos sinterizados [1-3]. En los últimos años, la disponibilidad de materiales para herramientas muy duros, incluido el CBN (nitruro de boro cúbico), ha aumentado significativamente. Por ello, se ha investigado el mecanizado de acabado de ruedas de engranajes cilíndricos [4]. El proceso de mecanizado se ha examinado utilizando un cabezal con plaquitas de CBN recubiertas adicionalmente con una capa de TiN. El cabezal de la herramienta ha sido especialmente diseñado y fabricado para la generación de ruedas dentadas.

La construcción del cabezal de la herramienta permite fijar en él plaquitas rectificadas, VBGW1609408. La geometría del cabezal, combinada con la cinemática especialmente elaborada para la investigación, hace posible la generación de ruedas dentadas con parámetros geométricos dentro de amplios límites [5]. Las limitaciones del mecanizado surgen sobre todo de la necesidad de evitar la colisión de la herramienta con superficies no mecanizadas de la rueda que se está procesando. Por ejemplo, al mecanizar ruedas dentadas con módulos inferiores a 2 mm, la plaquita VBGW160408 no puede colocarse en el espacio entre los dientes.

CONDICIONES DE INVESTIGACIÓN

Las plaquitas se han examinado durante el mecanizado sin fluido de corte. Las ruedas dentadas con 16 dientes y módulo de 4,5 mm se fabricaron en acero 16MnCr5, carbonizado y templado. La capa carbonizada, con un espesor de 1,1 mm, ha alcanzado la dureza de 60 a 61 HRC después del temple. El mecanizado se ha realizado en el centro de mecanizado DMU60 MonoBlock (Figura 1).

El mecanizado de acabado ha formado las superficies de apoyo de los dientes en treinta pasadas envolventes. Se han adoptado los siguientes parámetros variables durante el mecanizado con el cabezal multiborde. El espesor de la sobremedida q se ha eliminado en una sola operación.