Cómo se fabrica un árbol de levas

Cómo se fabrica un árbol de levas Motor 09 septiembre, 2023

El proceso de fabricación de árbol de levas es fundamental en la industria automotriz y se lleva a cabo para producir uno de los componentes clave del motor. El árbol de levas es responsable de controlar la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape, lo que garantiza un funcionamiento eficiente del motor.


Para fabricar un árbol de levas, se requiere de una serie de etapas que involucran el diseño, la selección de materiales, el mecanizado y el acabado. En primer lugar, se realiza un diseño detallado del árbol de levas, teniendo en cuenta las especificaciones y requerimientos del motor en el que se utilizará. A continuación, se selecciona el material adecuado, generalmente acero de alta resistencia, que se someterá a un proceso de mecanizado para dar forma al árbol de levas.

El mecanizado del árbol de levas implica el uso de herramientas especializadas como tornos y fresadoras CNC para crear los perfiles y las levas necesarias. Este proceso requiere de una gran precisión y atención a los detalles para garantizar que las levas estén correctamente dimensionadas y posicionadas. Finalmente, se lleva a cabo un acabado superficial para mejorar la resistencia y durabilidad del árbol de levas.

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Proceso de fabricación de un árbol de levas


Proceso de fabricación de un árbol de levas



Paso 1: Diseño y planificación

El primer paso en la fabricación de un árbol de levas es el diseño y la planificación. Esto implica la creación de un modelo 3D en software especializado, donde se definen las dimensiones, formas y características del árbol de levas. También se determinan las especificaciones técnicas y los materiales a utilizar.

Paso 2: Selección del material

Una vez definido el diseño, se procede a la selección del material adecuado para la fabricación del árbol de levas. Generalmente, se utilizan aleaciones de acero de alta resistencia, como el acero al carbono o el acero endurecido. Estos materiales son capaces de soportar las altas temperaturas y las fuerzas mecánicas a las que estará expuesto en el motor.

Paso 3: Preparación del material

En esta etapa, el material seleccionado se somete a un proceso de preparación. Esto puede incluir el corte y la conformación del material en bruto, así como el tratamiento térmico para mejorar sus propiedades mecánicas. El objetivo es obtener una pieza de material adecuada para el proceso de mecanizado.

Paso 4: Mecanizado

El mecanizado es una de las etapas más importantes en la fabricación de un árbol de levas. En esta fase, se utilizan máquinas herramientas controladas por computadora (CNC) para dar forma al material y crear las levas con precisión milimétrica. El mecanizado implica operaciones como el torneado, el fresado y el rectificado, que permiten obtener las dimensiones y formas requeridas.

Paso 5: Tratamientos superficiales

Una vez mecanizado, el árbol de levas puede ser sometido a diferentes tratamientos superficiales para mejorar su rendimiento y durabilidad. Estos tratamientos pueden incluir el recubrimiento con materiales resistentes al desgaste, como el cromo duro, o la aplicación de tratamientos térmicos adicionales para aumentar la dureza de la superficie.

Paso 6: Ensamblaje y pruebas

Finalmente, el árbol de levas se ensambla con otros componentes del motor y se somete a pruebas exhaustivas para garantizar su correcto funcionamiento. Estas pruebas pueden incluir la medición de las tolerancias, la verificación de la sincronización de las levas y la evaluación de su resistencia bajo condiciones de carga. Solo después de superar estas pruebas, el árbol de levas estará listo para ser utilizado en un motor.

En resumen, la fabricación de un árbol de levas es un proceso complejo que requiere de precisión y calidad para garantizar un funcionamiento óptimo en los motores de combustión interna. Desde el diseño y la planificación hasta el mecanizado y los tratamientos superficiales, cada paso es crucial para obtener un componente confiable y duradero. Esperamos que este artículo te haya dado una idea clara de cómo se fabrica un árbol de levas a nivel industrial.

Materias primas para la fabricación de árbol de levas

El árbol de levas es una pieza fundamental en el sistema de distribución de un motor de combustión interna. Su función principal es controlar la apertura y cierre de las válvulas, permitiendo que el combustible entre en la cámara de combustión y los gases de escape salgan. Para fabricar un árbol de levas se necesitan diversas materias primas que garantizan su calidad y durabilidad.

Las principales materias primas utilizadas en la fabricación de árboles de levas son:

  • Acero al carbono: El acero al carbono es uno de los materiales más comunes en la fabricación de árboles de levas. Este tipo de acero ofrece una buena resistencia mecánica y es capaz de soportar altas temperaturas y fuerzas de torsión.
  • Aleaciones de acero: Además del acero al carbono, se utilizan también aleaciones de acero para mejorar las propiedades mecánicas del árbol de levas. Estas aleaciones suelen contener elementos como el cromo, el níquel y el molibdeno, que aumentan la dureza y la resistencia a la corrosión.
  • Fundición: En algunos casos, se utiliza la fundición para fabricar árboles de levas. La fundición ofrece una mayor facilidad de conformado y permite obtener piezas con formas más complejas. La fundición de hierro nodular es uno de los materiales más utilizados en este proceso.
  • Recubrimientos: Para mejorar la resistencia al desgaste y reducir la fricción, se aplican recubrimientos sobre la superficie de los árboles de levas. Estos recubrimientos suelen estar compuestos por materiales como el nitruro de titanio, que ofrece una alta dureza y una baja fricción.

En resumen, las materias primas necesarias para la fabricación de árboles de levas incluyen acero al carbono, aleaciones de acero, fundición y recubrimientos especiales. Estos materiales garantizan la resistencia, durabilidad y funcionalidad de esta pieza clave en el sistema de distribución de un motor de combustión interna.

Herramientas necesarias para fabricar árbol de levas

La fabricación de un árbol de levas requiere de una serie de maquinaria especializada que permite llevar a cabo el proceso de manera eficiente y precisa. A continuación, mencionaremos las principales máquinas utilizadas en este proceso:

Torno de control numérico (CNC): Esta máquina es fundamental en la fabricación de árboles de levas, ya que permite dar forma a las piezas a través de la rotación controlada de la materia prima. El torno CNC utiliza un programa de software para guiar el movimiento de la herramienta de corte, lo que garantiza una alta precisión en la producción.

Fresadora: La fresadora es otra máquina esencial en la fabricación de árboles de levas. Esta herramienta permite realizar cortes y formas precisas en la materia prima, mediante el desplazamiento de una fresa giratoria. Con la fresadora se puede obtener la forma adecuada del árbol de levas, de acuerdo a los requerimientos del diseño.

Rectificadora: La rectificadora es utilizada para refinar y mejorar la precisión de las superficies del árbol de levas. Esta máquina utiliza un abrasivo para eliminar pequeñas imperfecciones y lograr una superficie lisa y uniforme. La rectificadora permite alcanzar las tolerancias requeridas en las piezas, garantizando un correcto funcionamiento del motor.

Taladradora: La taladradora es utilizada para realizar perforaciones en el árbol de levas. Estas perforaciones pueden ser necesarias para la instalación de componentes adicionales, como los balancines. La taladradora permite realizar agujeros precisos y uniformes, asegurando un ensamblaje adecuado de las piezas.

Centro de mecanizado: El centro de mecanizado es una máquina versátil que combina las funciones de diferentes herramientas, como el torno y la fresadora. Este equipo permite realizar múltiples operaciones en una sola máquina, lo que agiliza el proceso de fabricación del árbol de levas y reduce los tiempos de producción.

Medidor de control: Esta máquina es esencial para garantizar la calidad de los árboles de levas fabricados. El medidor de control se utiliza para verificar las dimensiones y tolerancias de las piezas, asegurando que cumplan con los estándares establecidos. Con este equipo se pueden detectar posibles defectos o errores en la fabricación, evitando problemas futuros en el motor.

Estas son algunas de las máquinas más importantes utilizadas en la fabricación de árboles de levas. Cada una de ellas cumple un papel fundamental en el proceso, permitiendo obtener piezas de alta calidad y rendimiento. El uso adecuado de esta maquinaria, junto con la experiencia y conocimiento de los operarios, es clave para lograr un resultado óptimo en la producción de árboles de levas.

Preguntas frecuentes sobre el proceso de fabricación de árbol de levas

¿Cuáles son los pasos principales en el proceso de fabricación de un árbol de levas?

El proceso de fabricación de un árbol de levas consta de varias etapas. Primero, se realiza el diseño del árbol de levas en un software de diseño asistido por computadora (CAD). Luego, se crea un modelo físico del árbol de levas mediante técnicas de fabricación aditiva, como la impresión 3D. A continuación, se utiliza este modelo para fabricar un molde que permitirá la producción en serie del árbol de levas. Finalmente, se lleva a cabo el proceso de fundición, mecanizado y rectificado para obtener el producto final.

¿Qué materiales se utilizan en la fabricación de árboles de levas?

Los árboles de levas suelen fabricarse a partir de aleaciones de acero de alta resistencia, como el acero al carbono o el acero al cromo-vanadio. Estos materiales ofrecen una buena combinación de resistencia y durabilidad, lo que es esencial para soportar las altas cargas y velocidades de rotación a las que se someten los árboles de levas en los motores.

¿Cuáles son los métodos de mecanizado utilizados en la fabricación de árboles de levas?

Existen varios métodos de mecanizado utilizados en la fabricación de árboles de levas. El mecanizado por arranque de viruta es uno de los más comunes, donde se utiliza una máquina herramienta, como un torno o una fresadora, para dar forma al árbol de levas mediante la eliminación de material. Otra técnica utilizada es el rectificado, que permite obtener una mayor precisión dimensional y una superficie más suave en el árbol de levas.

¿Cuáles son las tolerancias y especificaciones que se deben cumplir en la fabricación de árboles de levas?

En la fabricación de árboles de levas, se deben cumplir tolerancias y especificaciones muy estrictas. Estas especificaciones dependen del tipo de motor en el que se utilizará el árbol de levas, así como de los requisitos de rendimiento y durabilidad. Algunas de las tolerancias más comunes se refieren a las dimensiones del árbol de levas, la posición y el ángulo de las levas, y la rugosidad superficial.

¿Qué pruebas se realizan para garantizar la calidad de los árboles de levas fabricados?

Para garantizar la calidad de los árboles de levas fabricados, se realizan diversas pruebas y controles de calidad. Algunas de estas pruebas incluyen inspecciones visuales para detectar defectos superficiales, pruebas de dureza para evaluar la resistencia del material y pruebas de funcionamiento en bancos de prueba o motores reales para verificar el correcto desempeño del árbol de levas en condiciones de operación real.

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