Shaving y rodado de dentados: procesos y precisión

El shaving (afeitado de engranajes) es un proceso de acabado por arranque de viruta que se aplica a engranajes no endurecidos. Su objetivo principal es rectificar pequeñas desviaciones geométricas y mejorar la rugosidad superficial, logrando un perfil de diente con una precisión excepcional.

El principio de funcionamiento se basa en el engrane libre entre una herramienta denominada shaving cutter (fresa de afeitado) y el engranaje a mecanizar. La herramienta posee una geometría similar a un engranaje helicoidal, pero sus flancos presentan pequeñas ranuras que actúan como filos de corte. Al girar ambos elementos con un ángulo de cruce de ejes, se produce un deslizamiento relativo que permite eliminar virutas extremadamente finas.

Este proceso es fundamental para:

• Corregir errores de paso y perfil derivados del tallado previo.
• Mejorar el acabado superficial, reduciendo el ruido en la transmisión final.
• Permitir la modificación controlada del perfil, como el coronamiento (abombado) del diente, para optimizar el área de contacto y evitar concentraciones de tensiones.

El rodado de dentados es un proceso de conformado por deformación plástica, a diferencia del shaving que es un proceso de corte. En este caso, se utilizan rodillos endurecidos con el perfil del diente para presionar la superficie de la pieza bruta, desplazando el material y dándole la forma definitiva.

Este método destaca por:

• Endurecimiento superficial: El proceso de rodado aumenta la dureza superficial del metal debido al acritud (deformación en frío).
• Mejora de la fatiga: Al no cortar las fibras del material, se mejora la resistencia a la fatiga del diente.
• Productividad: Es un proceso muy rápido, ideal para grandes series.

La fabricación de engranajes en España y Europa se rige por estándares internacionales que garantizan la intercambiabilidad y el rendimiento. La norma principal para la clasificación de la precisión de los engranajes es la ISO 1328.

La norma ISO 1328

Esta norma se divide en dos partes fundamentales:

1. ISO 1328-1: Define las tolerancias para las desviaciones de los flancos del diente (perfil, paso, hélice).
2. ISO 1328-2: Se centra en las desviaciones compuestas radiales, evaluando la calidad global mediante mediciones de rodadura.

Los grados de precisión definidos por la ISO 1328 van del 0 al 12, siendo el 0 el de mayor precisión (aplicaciones aeroespaciales o metrología) y el 12 el de menor precisión (maquinaria agrícola). Para transmisiones industriales de alta exigencia, se suelen buscar calidades entre 5 y 7.

Requisitos industriales

Las empresas del sector, clasificadas bajo el código CNAE 2815 (Fabricación de cojinetes, engranajes y órganos mecánicos de transmisión), deben cumplir con estrictos controles. La medición de la rugosidad superficial y el control de la excentricidad son pasos obligatorios para asegurar que el engranaje cumpla con el grado de calidad exigido por el cliente. Es habitual que empresas especializadas, como Izadi Mecanizados, integren procesos de metrología avanzada para verificar estas tolerancias antes de la entrega final.

La elección entre shaving y rodado depende del volumen de producción, el material y las exigencias funcionales del componente. Mientras que el shaving es imbatible en precisión para perfiles complejos, el rodado ofrece ventajas competitivas en términos de resistencia mecánica y velocidad de fabricación.

Para profundizar en el diseño de componentes, es recomendable consultar las especificaciones de la Organización Internacional de Normalización (ISO)^[1] y las guías técnicas de la Asociación Española de Normalización (UNE)^[2].

• ISO 1328-1:2013 - Clasificación de tolerancias de flancos^[3]
• CNAE 2815: Fabricación de engranajes y órganos de transmisión^[4]
• ISO/TR 10064-1: Guía de inspección de engranajes^[5]
• Glosario de mecanizado y procesos de fabricación