Fabricación de engranajes para reductores industriales
Ciclo completo de fabricación de engranajes rectos de acero 20MnCr5 (módulo 14, 15 dientes) para reductores industriales pesados — desde la pieza bruta forjada hasta el engranaje cementado con grado de precisión 7 según ISO 1328-1.
Hemos completado la fabricación de un lote de engranajes cilíndricos rectos para reductores industriales pesados. Cada pieza terminada pesa aproximadamente 28 kg. El proyecto abarca el ciclo de producción completo — desde la pieza bruta forjada hasta el engranaje templado y acabado — con control de calidad en cada etapa.
Material
Los engranajes se fabrican en acero aleado al cromo-manganeso para cementación:
| Norma | Designación |
|---|---|
| EN 10084 | 20MnCr5 (número de material 1.7147) |
| AISI | 5120H |
Este grado de acero está destinado a piezas sometidas a desgaste: superficie dura combinada con un núcleo tenaz. Es la elección estándar para transmisiones por engranajes con altas cargas en reductores.
Composición química típica (% en masa): C 0,17–0,22; Si máx. 0,40; Mn 1,10–1,40; P máx. 0,025; S máx. 0,035; Cr 1,00–1,30.
Dimensiones
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Diámetro exterior | ~238 mm |
| Diámetro primitivo | 210 mm |
| Longitud (ancho de corona + cubo) | 170 mm |
| Diámetro del orificio | ~100 mm |
| Peso por pieza | 28 kg |
Parámetros del dentado
| Parámetro | Valor | Norma |
|---|---|---|
| Módulo | 14 mm | — |
| Número de dientes | 15 | — |
| Grado de precisión | 7 | ISO 1328-1 |
| Perfil de referencia | según ISO 53:1998 | (cremallera básica) |
| Distancia entre ejes | 455 mm | — |
Tratamiento térmico y endurecimiento superficial
Los engranajes pasan por un tratamiento térmico en dos fases para alcanzar las propiedades mecánicas requeridas:
1. Núcleo: temple y revenido
Las piezas brutas se someten a un temple integral seguido de revenido hasta alcanzar una dureza de núcleo de 240–300 HB (Brinell). Esto garantiza la tenacidad y la resistencia a la fatiga del cuerpo del engranaje y del pie de diente.
2. Superficie: cementación
Tras el mecanizado de acabado de las superficies no funcionales, los engranajes se cementan en atmósfera gaseosa:
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Profundidad efectiva de cementación | 1,2–2,5 mm |
| Dureza superficial | 56–62 HRC (Rockwell C) |
La capa superficial endurecida proporciona resistencia al desgaste y durabilidad de los dientes, mientras que el núcleo tenaz absorbe las cargas de impacto propias del funcionamiento de los reductores.
Etapas de fabricación
Etapa 1
Recepción: piezas brutas forjadas
Las piezas brutas cilíndricas forjadas llegan del taller de forja. Cada una se inspecciona para verificar la ausencia de defectos superficiales, la conformidad dimensional y el certificado de material.
Etapa 2
Desbaste: diámetro exterior y orificio
Las piezas brutas se montan en el plato de un torno CNC. Se realiza el cilindrado en desbaste del diámetro exterior y el mandrinado del orificio central. Se dejan sobremedidas para el acabado.
Etapa 2
Etapa 3
Semiacabado: caras y resaltes
Se mecanizan las caras, los resaltes y el cubo hasta las dimensiones de semiacabado. Las piezas adoptan la forma del futuro engranaje.
Etapa 4
Acabado y control dimensional
Las pasadas de acabado llevan todas las superficies a las cotas del plano (excepto el perfil del dentado). Cada pieza se mide y se aprueba para el tallado de dientes.
Etapa 4
Etapa 5
Piezas torneadas terminadas
Todas las piezas han completado el ciclo de torneado y están listas para el tallado por fresa madre.
Etapa 6
Tallado por fresa madre
Los dientes se tallan con una fresa madre de módulo 14 en una talladora de engranajes. El perfil evolvente se ejecuta conforme a ISO 53, grado de precisión 7 según ISO 1328-1.
Etapa 6
Etapa 7
Tratamiento térmico, acabado final y control
Tras el tallado, los engranajes pasan por cementación, temple y revenido. Las operaciones finales incluyen:
- Rectificado del orificio y de las caras de referencia
- Medición dimensional final
- Verificación de la dureza superficial (56–62 HRC)
- Verificación de la dureza de núcleo (240–300 HB)
Control de calidad
Cada engranaje del lote ha superado un control de calidad integral:
- Certificado de material — composición química y propiedades mecánicas según EN 10204 tipo 3.1
- Control dimensional — todas las cotas críticas verificadas conforme al plano
- Control de geometría del dentado — perfil, hélice, paso y excentricidad medidos según ISO 1328-1
- Ensayo de dureza — dureza superficial (HRC) y de núcleo (HB) documentadas
- Ensayos no destructivos (END) — inspección por partículas magnéticas del pie de diente y los radios de acuerdo
- Certificado de calidad — informe de inspección completo y trazabilidad del material suministrados con el producto
Referencia de normas
| Parámetro | Norma internacional |
|---|---|
| Material | EN 10084: 20MnCr5 / 1.7147 (~AISI 5120H) |
| Precisión del dentado | ISO 1328-1 — grado 7 |
| Perfil de referencia | ISO 53:1998 |
| Escalas de dureza | HRC (Rockwell C), HB (Brinell) |
| Certificado de material | EN 10204 tipo 3.1 |
Finalizado: 2026
