Los piñones cónicos para vehículos de turismo son componentes de fabricación en masa. Las empresas proveedoras producen millones de piñones centrales del diferencial. Esto no es de extrañar, ya que en cada uno de estos mecanismos de compensación hay instalados cuatro ejemplares. Además, la proporción de vehículos con tracción en las cuatro ruedas (incluidos los que utilizan dos diferenciales) es cada vez mayor. Esto también supone un incremento de la cantidad de piñones cónicos, lo que hace que los procesos de producción de estos componentes se conviertan en el centro de atención de las empresas proveedoras. Lo que se busca son soluciones de ingeniería mecánica que garanticen un coste por pieza significativamente menor con una calidad alta y constante. Con el centro de torneado pickup de dos husillos VL 1 TWIN, EMAG ha desarrollado una solución con la que es posible el mecanizado simultáneo de alta velocidad de dos piñones cónicos idénticos en una misma zona de trabajo. Además, es posible cargar fácilmente esta máquina mediante una célula de robot y una mesa basculante. Esto reduce el tiempo de ciclo a hasta 4,5 segundos.

Los vehículos con tracción en las cuatro ruedas gozan de una popularidad cada vez mayor. En Alemania, por ejemplo, su proporción en las nuevas matriculaciones ya es del 20 por ciento. En otros países, como Suecia o Suiza, esta proporción es aún mayor. Esta tendencia va acompañada de volúmenes de producción cada vez mayores de piñones cónicos, una pieza sometida a una creciente presión de costes, como todo componente fabricado en masa en la industria del automóvil. Su producción suele comenzar con un sofisticado proceso de forja, en el que la pieza recibe su característico dentado cónico. Le siguen diversos procesos de torneado: la superficie cónica frente al dentado, un pequeño saliente en la superficie cónica, el taladro interior y una superficie plana se realizan de esta manera. La solución de producción del fabricante determina si estos procesos se realizan en el contexto de un mecanizado duro final o, de forma alternativa, si las piezas son sometidas primero a un torneado blando y después a uno duro. “En cualquier caso, se trata de producir grandes cantidades de forma económica, rápida y sin fallos”, explica Daniele Loporchio, Technical Sales Manager de EMAG. “Hemos diseñado la VL 1 TWIN precisamente con este objetivo. La máquina es perfecta para el mecanizado blando y duro de los más diversos piñones cónicos con un diámetro de hasta 75 milímetros”.

Tiempo de ciclo de tan solo 20 segundos
El principio básico de este centro de torneado pickup desempeña un papel decisivo: la máquina está equipada con dos husillos pickup (9,9 kW/136 Nm para un factor de marcha del 40 %), con los que es posible mecanizar siempre dos piñones cónicos idénticos en paralelo y con alta velocidad (OP 10 - OP 10): ambos husillos cargan y descargan la zona de trabajo en tan solo cinco o seis segundos. A continuación tienen lugar los pasos de mecanizado anteriormente descritos, uno detrás de otro en una misma sujeción, con un tiempo de ciclo total de entre 25 y 40 segundos (en función del tamaño y el tipo de pieza). El tiempo medio entre sujeciones es de apenas seis segundos. Una solución de sujeción especial reproduce negativamente el dentado del componente y lo mantiene en una posición estable todo el tiempo. Además, con la VL 1 TWIN es posible un taladrado “en macizo”. De esta manera se realiza el taladro central del piñón cónico.
Por un lado, el concepto de esta máquina ofrece grandes volúmenes de producción en tiempos cortos. Por otro lado, los desarrolladores han reducido significativamente el precio por husillo mediante un consecuente control de costes. Esto también contribuye a los bajos costes por pieza.

Calidad de las piezas en el punto de mira
La calidad de las piezas y la fiabilidad del proceso están garantizadas por una serie de características de equipamiento típicas de EMAG. La bancada de la VL 1 TWIN, por ejemplo, es de Mineralit®, un material que reduce considerablemente las vibraciones durante el proceso de torneado. La consecuencia es una vida útil más larga de las herramientas (y menores costes). Los cabezales fijos pueden desplazarse de forma independiente. Esto permite corregir el diámetro y la longitud (dirección X/Z) de ambas piezas por separado en caso de desviaciones, por ejemplo después de cambiar las plaquitas de torneado. También es importante el motor lineal sin desgaste en el eje X, que incluye sistemas de medición directa de recorridos. Ofrece una aceleración de 8 m/s2 con una alta exactitud continua. Las guías de rodillos garantizan una precisión adicional en todos los ejes lineales.

Carga de la VL 1 TWIN mediante robot
EMAG desarrolla y adapta de forma flexible la producción de piñones cónicos a los requisitos de la tarea del cliente, incluyendo la automatización y la interconexión. El punto de partida técnico y el responsable del flujo de piezas es el sistema integrado de automatización pickup. Para incrementar el volumen de producción, los desarrolladores de EMAG pueden combinar la VL 1 TWIN con una célula de robot de alto rendimiento y con una mesa basculante. Para ello, las pinzas están adaptadas con precisión a la forma de la pieza. Contenedores de piezas previamente posicionados simplifican el transporte, la carga y la descarga. Esto reduce, por un lado, los tiempos de ciclo a hasta 4,5 segundos y permite reproducir secuencias de proceso individuales. Por otro lado, es posible integrar en paralelo procesos adicionales sincronizados, como la medición, el marcado y la limpieza.

Además, es posible cargar dos VL 1 TWIN con la célula de robot o, de forma alternativa, con el sistema de automatización TrackMotion de EMAG (OP 10 - OP 10, OP 10 - OP 10). En este sistema, el denominado TransLift (un carro de elevación y volteo con pinza eléctrica) retira piezas brutas de una cinta de alimentación y las transporta a la máquina. Esto permite cargar y descargar ambas máquinas en rápida alternancia, lo que ofrece una solución a la vez compacta y de alto rendimiento para cuatro husillos.

También para motores eléctricos
Los bajos costes de inversión y producción, los cortos tiempos de ciclo y una alta fiabilidad del proceso son la base para la producción perfecta de piñones cónicos. “De todos los tipos de transmisión, el diferencial sigue teniendo una gran importancia, tanto en vehículos con motor de combustión interna como eléctricos. Aquellas empresas que deseen modernizar su producción y prepararse para mayores volúmenes de piezas debería considerar esta tecnología”, añade Loporchio para finalizar. “Estamos convencidos de que la VL 1 TWIN es la solución perfecta para muchos productores de piñones cónicos”.