Revisión de fabricabilidad de un tren planetario de 4 piezas en 16MnCr5 cementado y templado, módulo 0.6, grado 7, capa endurecida de 0.3 mm y 60±3 HRC; espesor de diente 6.495-6.503 mm y medida de rodillo 42.741-42.751 mm.
En agosto de 2026, un fabricante suizo de actuadores (Actuator 6016, carcasa impresa en 3D) envió a Geyon Transmission los planos de un conjunto de engranajes planetarios: 4 piezas, módulo 0.6, precisión Grade 7, material 16MnCr5 cementado y templado, flanco del diente 60±3 HRC, profundidad de capa endurecida 0.3 mm, cantidades cotizadas en tres escalones de 10 juegos, 100 juegos y 1000 juegos; al cliente le interesaba saber si las tolerancias se podían mantener en lotes de 500 a 5000 piezas. Geyon Transmission completó la revisión punto por punto de los 4 planos, verificó el espesor del diente, la distancia entre rodillos de medición, el material y el proceso de tratamiento térmico, y entregó recomendaciones de fabricabilidad y una lista de puntos de inspección. En este conjunto de engranajes planetarios de módulo pequeño, el cuello de botella no está en el mecanizado, sino en el ancho de la banda de tolerancia y en la consistencia por lotes.
El cliente es un fabricante suizo de actuadores; la carcasa de la caja de engranajes de esta generación de productos se imprime en 3D y en su interior se monta un conjunto de transmisión de precisión. El conjunto de engranajes consta de cuatro piezas: dos engranajes solares (uno con corrección de perfil x=0.25), un engranaje planetario y una corona de dentado interior (z=72, corrección x=0.75). Todas se fabrican en 16MnCr5 (1.7131) cementado y templado, con dureza superficial del flanco de 60±3 HRC, la corona 59±3 HRC, y profundidad de capa endurecida de 0.3 mm. El interlocutor tiene formación como ingeniero mecánico y una base técnica sólida; en los planos están claramente indicados el ángulo de presión de 20°, el perfil de evolvente ISO 53 y las tolerancias generales ISO 2768-mK.
La solicitud de cotización no sigue el camino de “solo danos un precio”. El cliente enumeró 13 puntos que debíamos responder, entre ellos, además del precio unitario, el costo de utillaje, las especificaciones de material, el plazo de entrega y las condiciones de pago, también recomendaciones de diseño en materia de fabricabilidad, así como el punto de inflexión en el que el precio unitario baja con el volumen. Se nota que buscan un socio de ingeniería a largo plazo para un proyecto de producción continua.
Los dientes son demasiado pequeños. Módulo 0.6, diámetro de círculo primitivo del engranaje planetario 14.4 mm, corona 43.2 mm. Al ser dientes pequeños, el hueco entre dientes es estrecho, el espacio para que entre la fresa madre o la muela de rectificado de dientes es limitado, y tanto el sobreespesor de mecanizado como los parámetros de corte deben calcularse por separado.
La banda de tolerancia es muy estrecha. El espesor del diente por cuerdas W4 del engranaje planetario exige de 6.495 a 6.503 mm, una banda de 0.008 mm; la distancia entre rodillos de medición de la corona exige de 42.741 a 42.751 mm, 0.010 mm. Este tipo de dimensiones se ven directamente afectadas por la deformación del tratamiento térmico; tras el cementado y temple el espesor del diente aumenta, y cuánto aumenta hay que controlarlo mediante datos de proceso y compensaciones.
La corona de dentado interior es difícil de rectificar. En la corona de dentado interior con z=72 se sigue usando un cabezal de rectificado de dentado interior; el diámetro de la muela es pequeño y su rigidez es baja, por lo que los parámetros de rectificado son más exigentes que en el dentado exterior.
Tres escalones de volumen, un solo proceso. 10 juegos, 100 juegos, 1000 juegos: lo que el cliente quiere ver es que el mismo proceso mantenga la precisión tanto en lotes pequeños como en producción en serie, no que solo salga bien la muestra.
Los puntos de inspección deben aclararse de antemano. La consistencia de las piezas en serie se demuestra con datos; el cliente quiere saber ya en la fase de cotización qué se mide pieza por pieza y qué se inspecciona por muestreo entre el espesor del diente, la distancia entre rodillos de medición, el perfil del diente, la hélice, la dureza y la profundidad de la capa endurecida.
La revisión se realiza en tres pasos.
Primer paso, verificación de los planos. Se analizan punto por punto los 4 planos (incluidos 3 modelos STEP): número de dientes, módulo, coeficiente de corrección, ángulo de presión, norma de perfil del diente, valores nominales y límites superior e inferior del espesor del diente y de la distancia entre rodillos de medición; todo queda registrado en la tabla de revisión. Se confirmó con el cliente la base de referencia para el círculo primitivo, el espesor del diente por cuerdas y la distancia entre rodillos de medición, para evitar que cada parte aplique su propio algoritmo.
Segundo paso, confirmación de material y tratamiento térmico. El 16MnCr5 es una elección habitual entre los aceros de cementación; la dificultad está en una capa endurecida tan superficial de 0.3 mm. Al fijar una profundidad de capa tan fina, la ventana de tiempo en el horno y de potencial de carbono se estrecha, y las fluctuaciones entre lotes se amplifican con facilidad. En Geyon se trabaja con parámetros de proceso para cementación superficial, la magnitud de la deformación se mide en piezas de prueba y, a partir de ahí, se deduce el sobreespesor de rectificado del espesor del diente.
Tercer paso, ruta de proceso y plan de inspección. Torneado de la pieza bruta para conservar las referencias, fresado de dientes con sobreespesor para rectificado, rectificado de dientes tras el tratamiento térmico; el dentado exterior del engranaje planetario se rectifica por generación con muela perfilada y la corona con rectificado de dentado interior. La inspección se centra en el espesor del diente por cuerdas y la distancia entre rodillos de medición, complementada con una máquina de medición de engranajes para medir el perfil del diente y la hélice; la dureza y la profundidad de la capa endurecida se registran por lote. Tres controles: recepción de material, proceso y expedición; el lote solo se libera tras la confirmación dimensional completa de la primera pieza.
En la misma revisión se respondieron las recomendaciones de fabricabilidad solicitadas por el cliente: la relación de correspondencia entre el coeficiente de corrección del engranaje solar y el espesor del diente del engranaje planetario, el chaflán de entrada para el rectificado del dentado interior de la corona, y la referencia de posicionamiento del portasatélites durante el montaje. Aclarar todo esto en la fase de cotización ahorra problemas frente a tener que ajustarlo una vez fabricado.
| Concepto | Contenido |
|---|---|
| Piezas | Conjunto de engranajes planetarios de 4 piezas: engranaje solar ×2, engranaje planetario, corona de dentado interior |
| Módulo/número de dientes | m0.6; engranaje solar y engranaje planetario de 24 dientes cada uno, corona de 72 dientes |
| Coeficiente de corrección | Engranaje solar s1 x=0.25, corona x=0.75 |
| Círculo primitivo | Engranaje planetario 14.4 mm, corona 43.2 mm |
| Requisitos de precisión | Grade 7, tolerancias generales ISO 2768-mK, ángulo de presión 20°, perfil de diente ISO 53 |
| Dimensiones clave | Espesor del diente por cuerdas del engranaje planetario 6.495~6.503 mm; distancia entre rodillos de medición de la corona 42.741~42.751 mm |
| Material/tratamiento térmico | 16MnCr5 (1.7131) cementado y templado, engranaje planetario y engranaje solar 60±3 HRC, corona 59±3 HRC, capa endurecida 0.3 mm |
| Escalones de cantidad | 10 juegos / 100 juegos / 1000 juegos |
| Resultado de la revisión | Verificación punto por punto de los 4 planos completada; ruta de proceso, lista de puntos de inspección y recomendaciones de fabricabilidad entregadas |
Los parámetros anteriores provienen de los planos de RFQ y los documentos técnicos proporcionados por el cliente en agosto de 2026; las conclusiones de la revisión son puntos de confirmación de ingeniería y aún no involucran datos de entrega en serie.
Primero, calcular desde el principio las piezas con tolerancias estrechas. Una banda de espesor del diente de 0.008 mm no depende del tacto del operario, sino de los datos de deformación del tratamiento térmico más la compensación del sobreespesor de rectificado; en la fase de revisión ya hay que dar la base.
Segundo, explicar de antemano la ventana de la cementación superficial. Una capa endurecida de 0.3 mm es sensible a los parámetros del horno; que el cliente sepa cómo lo controlamos es más útil que entregar un informe a posteriori.
Tercero, poner sobre la mesa los puntos de inspección ya en la cotización. Qué se mide pieza por pieza, qué se inspecciona por muestreo y qué informes se emiten; esto le ahorra al cliente una ronda de idas y vueltas cuando lo usa para su evaluación interna.
¿También tiene en sus manos un conjunto de engranajes de módulo pequeño, tolerancias estrechas y varios escalones de volumen que evaluar? Envíe los planos y los requisitos de inspección; el equipo de ingeniería de Geyon Transmission realiza primero la revisión de planos y responde con la ruta de proceso, los puntos de inspección y la cotización. La precisión de rectificado de dientes alcanza el grado DIN 3, y se pueden emitir informes de paso, perfil del diente, hélice, dureza y profundidad de la capa endurecida según las normas DIN/ISO/AGMA.
Más información: Capacidad de fabricación de engranajes de precisión | Sectores de aplicación | Revisión de ingeniería de engranajes personalizados | Revisión de planos y cotización
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