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Cosas que debe saber sobre el rectificado de levas

Oct 16, 2019

La forma y composición cambiantes de los árboles de levas están desafiando a los responsables del acabado de la superficie. Como resultado, se está realizando un número creciente de operaciones de rectificado de levas con superabrasivos de nitruro de boro cúbico (CBN) y abrasivos convencionales tecnológicamente avanzados.

El rectificado del árbol de levas requiere cambios instantáneos en la longitud de contacto de la rueda de trabajo y las tasas de eliminación de material. En el rectificado del árbol de levas, el arco del contacto entre la rueda y el camlobe cambia continuamente a medida que el círculo base, los flancos y la nariz se muelen (ver ilustración). El arco de contacto se puede representar por medio del diámetro equivalente (De) y se puede calcular:

Un diámetro equivalente grande representa un arco de contacto más largo entre la rueda y el material de trabajo. Por lo tanto, el arco de contacto es grande a medida que la rueda pasa sobre los flancos y se vuelve más pequeña a medida que se afilan la nariz y el círculo base.

A medida que aumenta el De, más partículas abrasivas entran en contacto con el material de trabajo. Esto reduce la fuerza que actúa sobre cada grano y hace que las interacciones de arado y deslizamiento sean más dominantes. Esto generalmente se observa como un mayor poder de molienda o fuerza para la misma condición de molienda.

En el rectificado del árbol de levas, ya que el De es más grande mientras se rectifican los flancos, se obtendrá una mayor potencia si la alimentación radial y las velocidades de trabajo se mantienen igual que al rectificar la nariz o el círculo base. Esto puede provocar daños térmicos inaceptables en los lóbulos. Para evitar este problema, la velocidad de trabajo generalmente se reduce a medida que la rueda rectifica las partes del flanco. Esto reduce la tasa de eliminación de material y ayuda a reducir el poder de molienda.

Cuídate

La molienda de Camlobe es una variante compleja de la molienda cilíndrica. Cuando se fabrican árboles de levas en bruto, mediante moldeo en arena o moldes de concha (hierro fundido), forjados o mecanizados a partir de barras (acero), generalmente hay disponibles de 0,02 a 0,12 pulgadas de material para moler. Después de que los lóbulos y las revistas se endurecen por inducción, los cojinetes de la revista se rectifican, generalmente en un rectificador cilíndrico o sin centro. Dado que el árbol de levas se apoya en los reposabrazos, con los diarios como referencia durante el rectificado de los lóbulos, es importante que los diarios se rectifiquen correctamente porque cualquier imperfección se trasladará a los lóbulos durante el rectificado de los lóbulos.

Aunque el acabado superficial necesario en los lóbulos y las revistas generalmente es proporcionado por la molienda, a menudo están recubiertas con cintas abrasivas de grano fino. Se ha encontrado que el lapeado después de la molienda es efectivo para reducir la fricción inicial durante el período de rodaje del motor.

Nuevos perfiles

Durante la última década, los camlobes con un perfil reentrante han ganado popularidad porque este diseño ayuda a aumentar el par motor y la potencia y reduce las emisiones. En camlobes reentrantes, las rampas son cóncavas en lugar de una línea recta; Esto ayuda a abrir y cerrar las válvulas mucho más rápido.

Además, el uso de rodamientos de rodillos en la interfaz con el árbol de levas en lugar de empujadores planos ha reducido la fricción, lo que permite mayores velocidades del motor. Sin embargo, el contacto de línea afilada produce aumentos significativos en las tensiones de contacto, que pueden superar los 250,000 psi. Estas altas tensiones pueden ocasionar desprendimiento y desgaste acelerado del camlobe. Entonces, dependiendo de la magnitud de las tensiones de contacto, se utilizan árboles de levas de diferente construcción.

Para aplicaciones de menor tensión de contacto, el hierro fundido nodular endurecido o enfriado por inducción puede ser aceptable.

Para tensiones de contacto de 250,000 psi y superiores, las levas de acero pueden proporcionar la solución más confiable.

Enfoques compuestos

Los árboles de levas compuestos de lóbulos metálicos con potencia de aleación media y alta montados en un tubo hueco son populares ya que tienen la capacidad de resistir tensiones de contacto elevadas y ofrecen propiedades tribológicas mejoradas. Los árboles de levas compuestos pueden ser un 50% más ligeros que los ejes de hierro fundido o acero; puede tener material de lóbulo adaptado a la aplicación; y pueden tener lóbulos moldeados a una forma casi neta, lo que significa que la cantidad de material de molienda y, en consecuencia, el tiempo de molienda, se reducen.

Los requisitos para tener alta resistencia, baja fricción y un desgaste mínimo han llevado a los investigadores japoneses a considerar los camlobes de cerámica.

Los camlobes generalmente se mecanizan hasta la forma final mediante el rectificado con ruedas abrasivas unidas que contienen óxido de aluminio o CBN. Por lo general, un lóbulo se muele a la vez, aunque para mejorar la productividad, hay disponibles máquinas que usan múltiples ruedas abrasivas. Con este equipo, se montan dos ruedas en un cubo de precisión equilibrado de una pieza para moler dos lóbulos a la vez. Pero este enfoque solo se puede usar si los lóbulos que se muelen simultáneamente tienen perfiles de elevación similares.




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