Mecanizado de Engranajes de Precisión Rectificados para la Industria Aeroespacial

El mecanizado de engranajes de precisión rectificados para la industria aeroespacial se refiere a la tecnología de fabricación de engranajes mediante procesos de rectificado de precisión, destinados a aplicaciones de alta fiabilidad como motores aeronáuticos, sistemas de misiles, transmisiones de helicópteros y cajas de engranajes de satélites. Estos engranajes requieren una precisión extrema (error de forma del diente ≤2-5μm, rugosidad superficial Ra≤0.2μm), resistencia a la fatiga y bajo nivel de ruido para soportar altas velocidades (>5000 rpm), cargas elevadas y entornos extremos (como altas temperaturas >800°C, bajas temperaturas -50°C y vacío). El rectificado es el paso central del acabado de engranajes, utilizando muelas abrasivas para eliminar la deformación y la capa de óxido del engranaje después del tratamiento térmico, asegurando la precisión de engrane y la vida útil del engranaje. En comparación con el fresado o el tallado de engranajes, el rectificado puede mejorar la precisión del engranaje en 2-3 grados (estándar AGMA Q12-Q15), y se utiliza ampliamente en la industria militar de defensa (como la caja de engranajes del caza F-35) y la industria aeroespacial (como los engranajes de la turbobomba de cohetes).

1. Características del Material

Los engranajes aeroespaciales suelen utilizar aleaciones de alta resistencia y resistentes al calor para garantizar la fiabilidad bajo altas tensiones:

• Aleaciones de alta temperatura (como Inconel 718, GH4169): Resistentes a altas temperaturas y a la oxidación, adecuadas para engranajes de motores.
• Aleaciones de titanio (como Ti-6Al-4V): Ligeras, con alta relación resistencia-peso, adecuadas para engranajes de satélites y drones.
• Aleaciones de metalurgia de polvos (como 17-4PH): Alta dureza (HRC>45), fáciles de moldear con precisión.
• Otros: Compuestos de carburo de tungsteno o cerámica, utilizados para aplicaciones de extrema resistencia al desgaste.

Estos materiales son difíciles de cortar, por lo que el rectificado debe controlar la zona afectada por el calor (HAZ<50μm) para evitar microfisuras.

2. Métodos de Procesamiento

El mecanizado de engranajes de precisión rectificados enfatiza el enlace multieje, la numeración controlada y la automatización para lograr formas de dientes complejas (como engranajes helicoidales, engranajes cónicos). Los métodos comunes incluyen:

• Rectificado de Perfil: Utiliza una muela abrasiva de perfil para rectificar la forma del diente de una sola vez, adecuado para engranajes militares de lotes pequeños. Alta precisión (error de paso del diente ≤3μm), pero el afilado de la muela es frecuente.
• Rectificado de Generación: Como el rectificado de tornillo sin fin, simula el principio de tallado de engranajes, adecuado para la producción en grandes lotes. Máquinas como Liebherr o Kapp, alta eficiencia (tiempo de procesamiento reducido en un 40%).
• Rectificadora CNC de 5/6 Ejes: Integra muelas abrasivas CBN (nitruro de boro cúbico), adecuada para engranajes de superficie curva compleja. Combinado con un sistema de medición en línea (como la sonda Marposs), compensa los errores en tiempo real.
• Rectificado Electrolítico: Procesamiento sin contacto, adecuado para aleaciones de titanio, evita la deformación térmica. Rugosidad superficial Ra<0.1μm, adecuado para componentes de precisión aeroespacial.
• Procesos Auxiliares: Rectificado después del tratamiento térmico (como carburación y temple + rectificado), o revestimiento láser para mejorar la resistencia al desgaste de la superficie del diente.