Mecanizado de Cigüeñales: HEULE y MAPAL

En los cigüeñales en funcionamiento, el peso desempeña un papel decisivo. El uso de materiales pesados, como el acero o el hierro fundido, repercute directamente en el peso total del cigüeñal y, por lo tanto, en la masa en movimiento del motor. Esto influye en el consumo de combustible y en el cumplimiento_{de las normas} vigentes_{en materia de emisiones de CO₂}.

Por este motivo, muchos fabricantes de motores buscan reducir el peso. Una medida que se aplica con frecuencia es el orificio central de aligeramiento, que se extiende a lo largo de toda la longitud del cigüeñal.

Debido a la forma del cigüeñal, durante este orificio la herramienta entra y sale repetidamente del material. Para poder mecanizar el cigüeñal completo de una sola pasada, se requieren herramientas con longitudes de hasta 800 mm. Además, debido a su geometría, el componente presenta un acceso limitado a los bordes del orificio, lo que convierte el posterior rebabado en un gran reto.

Se busca una solución automatizada de herramientas para el taladrado de alivio

Un cliente del sector de la automoción buscaba una solución ideal para la realización y el rebabado del orificio de alivio en el cigüeñal, fabricado con un acero específico del cliente que presenta dos rangos de dureza. Se trataba de mecanizar dos tipos diferentes de cigüeñales con Ø del agujero de 18 mm y 22 mm. No solo se requería un orificio preciso, sino también el rebabado de los numerosos bordes del orificio, tanto en la parte delantera como en la trasera.

Se requería una Solución fiable que funcionara en entornos de fabricación automatizados. Hasta ahora, para el taladro y el rebabado a ambos lados eran necesarios dos pasos de proceso independientes entre sí con herramientas diferentes. Dado que el almacén de herramientas estaba completamente ocupado, el cambio de herramienta entre la broca y la herramienta de rebabado debía realizarse manualmente. Esto provocaba tiempos de ciclo más largos y un elevado esfuerzo de preparación.

Por ello, el cliente buscaba específicamente una solución que combinara el taladro y el rebabado por ambos lados en una sola operación y que pudiera integrarse sin problemas en el concepto de taladrado existente, sin ocupar puestos de herramienta adicionales ni tener que realizar grandes inversiones en Máquinas adicionales.

Dos especialistas, un objetivo: eficiencia y precisión en la fabricación de cigüeñales

Los dos especialistas, MAPAL y HEULE, han identificado los retos del cliente y han desarrollado conjuntamente una solución específica para su aplicación. MAPAL es líder mundial en el desarrollo de herramientas de precisión y conceptos de mecanizado para el mecanizado de componentes complejos. HEULE es una empresa suiza de larga tradición que, desde hace décadas, es sinónimo de soluciones innovadoras y fiables en materia de herramientas para el rebabado, el achaflanado y el avellanado de orificios, allí donde se exige la máxima calidad y la precisión suiza.

HEULE y MAPAL complementaron sus competencias principales en el ámbito del taladro y el rebabado y elaboraron una Solución que cumple con los elevados requisitos de la fabricación de cigüeñales. Gracias a una comunicación abierta, una estrecha colaboración y una coordinación precisa, tanto en los centros de pruebas propios de las empresas como directamente en las instalaciones del cliente, se creó una Solución combinada a medida. Para ello, resultaba esencial tener siempre en cuenta toda la cadena de procesos: los cambios en el rebabado influyen directamente en el proceso de taladro y viceversa. Solo mediante este enfoque integral se pudieron coordinar de forma óptima la seguridad del proceso, la calidad del taladro y del rebabado, así como la vida útil de las herramientas.

Implementación e integración de la Solución

El resultado es una solución combinada que permite el mecanizado continuo del orificio de alivio, incluyendo el taladro y el rebabado en una sola operación, y que puede integrarse directamente en el proceso existente. La herramienta combinada se basa en un taladro de cabezal intercambiable de MAPAL con interfaz TTS y módulo de fibra SNAP18 integrado de HEULE.

Esta solución permite un cambio rápido del cabezal de taladrado en la Máquina. Una vez finalizada la vida útil, solo es necesario sustituir el cabezal de taladrado, lo que reduce los tiempos de preparación y los costes de las herramientas. Además, las distintas geometrías y recubrimientos pueden adaptarse de forma flexible a diferentes materiales sin necesidad de cambiar el soporte base. La interfaz CFS, situada en la parte posterior del soporte del cabezal intercambiable, permite ampliar el sistema de herramientas de forma modular y adaptarlo con flexibilidad, gran estabilidad y alta seguridad de procesos a distintas profundidades de taladrado, lo que supone una ventaja esencial en el mecanizado de componentes largos, como los cigüeñales.

El módulo SNAP18 es un sistema de desbarbado miniaturizado, con unas dimensiones de tan solo 16,0 x 3,5 x 5,0 mm, que se integra en el portacabezales intercambiables TTS. Se instala directamente detrás del cabezal de taladrado intercambiable, está listo para su uso en poco tiempo y es fácil de mantener, lo que supone una clara ventaja en entornos de fabricación automatizados.

Durante la operación de taladrado, el módulo permite el biselado simultáneo hacia delante y hacia atrás. Para ello, la cuchilla crea el chaflán deseado de 1 mm durante el avance de trabajo. Tan pronto como se alcanza el espesor de chaflán definido, la cuchilla se introduce radialmente en el Cuerpo de la herramienta. Al salir del taladro, la cuchilla vuelve a su posición inicial mediante el Bulón de control con resorte, de modo que se pueda crear el chaflán en la parte posterior.

Múltiples posibilidades de aplicación y ventajas económicas

Esta solución combinada es apta para una amplia variedad de materiales y aplicaciones a partir de un Ø del agujero de 18 mm, y no se limita únicamente a los cigüeñales. Especialmente en el caso de componentes con geometría compleja o grandes dimensiones, como carcasas, anillos de cojinete o bridas, permite realizar taladros y rebabado simultáneamente por ambos lados, incluso en zonas de difícil acceso. Además, la Solución resulta adecuada para piezas con un gran número de orificios, como elementos filtrantes, piezas de unión o en la construcción metálica. De este modo, los orificios pueden terminarse en una sola operación, lo que reduce considerablemente los tiempos de proceso.

La combinación de la tecnología de taladro de MAPAL y el módulo SNAP18 de HEULE eleva el mecanizado de cigüeñales a un nuevo nivel de eficiencia. Esta herramienta combinada, que garantiza la fiabilidad del proceso, aúna el taladro y el rebabado por ambos lados en un único paso de trabajo. Los resultados obtenidos son precisos y convencen por su máxima calidad. Los tiempos de ciclo se reducen notablemente, se garantiza una larga vida útil, se incrementa la fiabilidad del proceso y se mejora la eficiencia de forma sostenible.

Además, gracias a esta solución combinada, se prescinde de herramientas adicionales. Esto no solo ahorra espacio en el almacén de herramientas, sino que, al integrarse en el centro de mecanizado existente, también reduce considerablemente los costes de inversión y de funcionamiento. Además, el diseño como sistema de cabezales intercambiables optimiza significativamente los costes de las herramientas, al limitar el uso de insertos de metal duro —que suponen un elevado coste— a los cabezales de taladrado intercambiables. En conjunto, la Solución ofrece un claro valor añadido para todos aquellos que buscan la máxima calidad con tiempos de ciclo mínimos y estructuras de costes optimizadas.