Fabricación en serie de compresores de espiral

Hace tiempo que los compresores de espiral se utilizan con éxito en dispositivos de aire acondicionado y en bombas de calor. Destacan por su elevada potencia de refrigeración, por su fiabilidad y por su extraordinaria eficiencia energética y sus bajas emisiones sonoras. Gracias a la electrificación se utilizan cada vez con más frecuencia en el sector de la automoción, principalmente como compresores de refrigerante para los dispositivos de aire acondicionado.

La parte principal de un compresor de espiral la forman dos espirales engranadas entre sí (una espiral fija, fixed scroll, y otra móvil o que orbita, orbiting scroll) cuyo movimiento en sentido opuesto comprime el medio. Su eficiencia depende sobre todo de la precisión con la que se hayan fabricado estos componentes. Los requisitos de tolerancia en cuanto a la forma y a la posición son únicamente de algunas micras.

En el caso de MAPAL, un solo proveedor se encarga del proceso completo de mecanización de compresores de espiral. A modo de ejemplo se presentan tres procesos de mecanizado específicos en un compresor de espiral de aluminio para su uso en un vehículo eléctrico.

Es especialmente idónea para el mecanizado de espirales que presenten una perpendicularidad definida de menos de 0,02 mm y una rugosidad superficial media de una sola cifra (en micras). A pesar de estos requisitos, de las paredes finas y de la profundidad del componente, el acabado debe tener lugar en un solo paso.

El mecanizado previo y el mecanizado de precisión de las espirales se lleva a cabo con dos fresas de tres cuchillas fabricadas por completo en metal duro. Es determinante la elevada precisión de las herramientas, que garantiza que se cumplan las tolerancias de concentricidad y desviación axial (menos de 10 µm). Las cuchillas extremadamente afiladas de la herramienta aseguran una gran exactitud en las dimensiones. Gracias al diámetro interior reforzado, son especialmente estables. Las ranuras de virutas con acabado de precisión garantizan una retirada rápida y segura de virutas.
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La fresa de acabado cuenta con un bisel adicional en el diámetro. El mecanizado de la base, la pared y el bisel de la parte frontal del componente puede realizarse en un solo paso y la herramienta alcanza de forma segura las tolerancias estrictas en lo que se refiere a la perpendicularidad y a la superficie.

Un eje acciona la espiral móvil de forma que orbite. Se aloja mediante un rodamiento o un cojinete de bolas y la perforación de cojinete es determinante para la colocación de las dos espirales entre sí.

El mecanizado previo se lleva a cabo mediante fresado circular con una fresa de PCD de tres cuchillas. A continuación se realiza el fresado del collar. El mecanizado de precisión de la perforación de cojinete tiene lugar con una herramienta de perforación de dos cuchillas y dos pasos. El primer paso realiza el mecanizado del diámetro amplio de la perforación de cojinete y el segundo realiza el mecanizado de precisión del collar. Para reducir la potencia de corte se realiza una distribución del corte.

Para minimizar el flujo de refrigerante entre los lados de alta presión y de baja presión, para sellar las perforaciones de conexión o para sellar el sistema completo se pueden utilizar elementos de sellado adicionales. Para alojar estos elementos se requieren muescas. El mecanizado previo y el mecanizado de precisión de las muescas se lleva a cabo con herramientas de perforación de PCD de dos cuchillas. Una distribución del corte permite reducir la potencia de corte.

La herramienta para el mecanizado de precisión está diseñada como herramienta combinada y permite también realizar el mecanizado de las muescas en las perforaciones de conexión de la parte trasera de la espiral fija. El rompevirutas de las cuchillas de PCD ofrecen un mayor control de las virutas y una mayor seguridad del proceso.