{"id":3880,"date":"2026-04-14T09:04:06","date_gmt":"2026-04-14T07:04:06","guid":{"rendered":"https:\/\/madtools.it\/?p=3880"},"modified":"2026-04-14T09:04:10","modified_gmt":"2026-04-14T07:04:10","slug":"levas-para-tornos-multi-husillo-perfil-materiales-y-criterios-de-rediseno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/madtools.it\/es\/levas-para-tornos-multi-husillo-perfil-materiales-y-criterios-de-rediseno\/","title":{"rendered":"Levas para tornos multi-husillo: perfil, materiales y criterios de redise\u00f1o"},"content":{"rendered":"\n

C\u00f3mo la ley de movimiento, el material y el tratamiento t\u00e9rmico de una leva<\/u><\/em><\/strong> <\/a>determinan el tiempo de ciclo, la vida de la herramienta y la calidad de la pieza en un torno multi-husillo mec\u00e1nico.<\/p>\n\n\n\n


El multiplicador oculto del tiempo de ciclo<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

En un torno multi-husillo a levas \u2014 Gildemeister, Sch\u00fctte, Mori-Say, Wickman, Index \u2014 el tiempo de ciclo lo marca la estaci\u00f3n m\u00e1s lenta. Si esa estaci\u00f3n tarda 0,3 segundos m\u00e1s de lo necesario por un perfil de leva mal dise\u00f1ado, en un lote de 500.000 piezas se pierden m\u00e1s de 40 horas de producci\u00f3n. No es el husillo el que frena: es el perfil.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, la leva suele ser el \u00faltimo componente al que se presta atenci\u00f3n en el dise\u00f1o. Se pide \u201cigual que la anterior\u201d, se replica un perfil de veinte a\u00f1os de antig\u00fcedad, y los problemas \u2014 vibraciones, desgaste, piezas fuera de tolerancia \u2014 se atribuyen a otras causas. Este art\u00edculo pone orden: leyes de movimiento, materiales, tratamientos t\u00e9rmicos y criterios para decidir cu\u00e1ndo redise\u00f1ar.<\/p>\n\n\n\n


Leyes de movimiento: qu\u00e9 cambia realmente en el perfil<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

La ley de movimiento define c\u00f3mo se desplaza el seguidor (el carro portaherramientas) durante la rotaci\u00f3n del \u00e1rbol de levas. No todas las leyes son equivalentes: cada una presenta un compromiso distinto entre velocidad m\u00e1xima, aceleraci\u00f3n m\u00e1xima y jerk (la derivada de la aceleraci\u00f3n). El jerk es el par\u00e1metro cr\u00edtico: un jerk infinito genera un impulso de fuerza instant\u00e1neo que excita las vibraciones en el tren cinem\u00e1tico [1].<\/p>\n\n\n\n

La ley fundamental del dise\u00f1o de levas establece que la posici\u00f3n, la velocidad y la aceleraci\u00f3n del seguidor deben ser continuas, y el jerk debe ser finito. Si esta condici\u00f3n no se cumple, el mecanismo genera golpes, vibraciones, ruido y desgaste acelerado [1][2].<\/p>\n\n\n\n

La siguiente tabla compara las leyes de movimiento m\u00e1s utilizadas. Los coeficientes Cv, Ca y Cj son adimensionales y permiten la comparaci\u00f3n directa con igual carrera y \u00e1ngulo de trabajo [2][3].<\/p>\n\n\n\n

Ley de movimiento<\/strong><\/td>Cv (vel. m\u00e1x.)<\/strong><\/td>Ca (acel. m\u00e1x.)<\/strong><\/td>Cj (jerk)<\/strong><\/td>Caracter\u00edstica<\/strong><\/td><\/tr>
Cicloidal<\/td>2,00<\/td>6,28<\/td>39,5<\/td>Jerk continuo<\/td><\/tr>
Trap. modificada<\/td>2,00<\/td>4,89<\/td>61,4<\/td>Acel. m\u00e1s baja<\/td><\/tr>
Seno modificado<\/td>1,76<\/td>5,53<\/td>69,5<\/td>Vel. m\u00e1s baja<\/td><\/tr>
Arm\u00f3nica simple<\/td>1,57<\/td>4,93<\/td>\u221e<\/td>Jerk infinito en los extremos<\/td><\/tr>
Polinomial 3-4-5<\/td>1,88<\/td>5,77<\/td>60,0<\/td>Buen compromiso<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Tab. 1 \u2014 Valores caracter\u00edsticos de las principales leyes de movimiento para levas (dwell-to-dwell). Cv, Ca, Cj son coeficientes adimensionales normalizados [2][3].<\/p>\n\n\n\n

En la pr\u00e1ctica: la cicloidal es la opci\u00f3n m\u00e1s segura para tornos de alta velocidad, ya que el jerk es continuo y las vibraciones residuales en la fase de reposo son m\u00ednimas. La trapezoidal modificada presenta la menor aceleraci\u00f3n de pico \u2014 ventajosa cuando la masa del tren seguidor es elevada \u2014 pero el jerk discontinuo puede generar vibraciones [2]. La sinusoidal modificada (Neklutin) ofrece la menor velocidad de pico pero el mayor jerk: es habitual en intermitores, aunque arriesgada a alta velocidad [3].<\/p>\n\n\n\n


\u00c1ngulo de presi\u00f3n: el l\u00edmite geom\u00e9trico que no se debe superar<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

El \u00e1ngulo de presi\u00f3n \u03c6 es el \u00e1ngulo entre la direcci\u00f3n del movimiento del seguidor y la normal al perfil de la leva en el punto de contacto. Representa la eficiencia con la que la leva transmite el movimiento: cuando \u03c6 = 0\u00b0 toda la fuerza se destina al movimiento \u00fatil; cuando \u03c6 = 90\u00b0 el seguidor no se desplaza [1][4].<\/p>\n\n\n\n

Para seguidores traslantes (carros), el l\u00edmite pr\u00e1ctico es \u03c6 \u2264 30\u00b0. Para seguidores oscilantes sobre brazo, se admite hasta 35\u00b0. Por encima de estos valores, el rozamiento aumenta hasta el riesgo de gripado de la gu\u00eda [4]. Si el \u00e1ngulo de presi\u00f3n calculado supera el l\u00edmite, las opciones son dos: aumentar el radio del c\u00edrculo base (leva m\u00e1s grande) o distribuir la carrera en un arco de rotaci\u00f3n mayor [4].<\/p>\n\n\n\n

Este es un punto clave para quien replica levas \u201cigual que la anterior\u201d: si el perfil original estaba en el l\u00edmite y las gu\u00edas se han desgastado desde entonces, el \u00e1ngulo de presi\u00f3n efectivo puede haber superado ya el umbral cr\u00edtico.<\/p>\n\n\n\n


Materiales y tratamientos t\u00e9rmicos: elegir en funci\u00f3n de la carga<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

La leva trabaja en condiciones de contacto c\u00edclico bajo carga: el mecanismo de fallo es la fatiga de contacto (pitting), provocada por microfisuras superficiales cuando la tensi\u00f3n hertziana supera el l\u00edmite del material [5][6]. La elecci\u00f3n del material y del tratamiento t\u00e9rmico determina la vida \u00fatil de la leva.<\/p>\n\n\n\n

Material<\/strong><\/td>Dureza sup. (HRC)<\/strong><\/td>Tratamiento<\/strong><\/td>Caso de uso<\/strong><\/td>Limitaci\u00f3n<\/strong><\/td><\/tr>
C45 (1.0503)<\/td>50\u201355<\/td>Temple inducci\u00f3n<\/td>Levas est\u00e1ndar, series medias<\/td>Profundidad de capa limitada<\/td><\/tr>
16MnCr5 (1.7131)<\/td>58\u201362<\/td>Cementaci\u00f3n<\/td>Grandes series, cargas elevadas<\/td>Distorsi\u00f3n post-trat.<\/td><\/tr>
42CrMo4 (1.7225)<\/td>50\u201356<\/td>Nitruraci\u00f3n<\/td>Levas de alta velocidad<\/td>Capa delgada (0,3\u20130,5 mm)<\/td><\/tr>
100Cr6 (1.3505)<\/td>60\u201364<\/td>Temple integral<\/td>Levas peque\u00f1as, alta abrasi\u00f3n<\/td>Tenacidad limitada<\/td><\/tr>
Fundici\u00f3n nodular<\/td>45\u201355*<\/td>Temple superficial<\/td>Levas fundidas en grandes series<\/td>* Con tratamiento localizado<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Tab. 2 \u2014 Materiales y tratamientos t\u00e9rmicos para levas de tornos multi-husillo. Valores de dureza seg\u00fan especificaciones de tratamiento est\u00e1ndar [6][7][8].<\/p>\n\n\n\n

El 16MnCr5 cementado (EN 10084, W.Nr. 1.7131) es la referencia para levas de alta carga y grandes series. La cementaci\u00f3n a 880\u2013930 \u00b0C seguida de temple en aceite produce una capa superficial mart\u00eans\u00edtica de 58\u201362 HRC, con un n\u00facleo tenaz de 30\u201335 HRC que absorbe los impactos [7]. El espesor de la capa cementada es t\u00edpicamente de 0,5\u20131,2 mm [7].<\/p>\n\n\n\n

El 42CrMo4 nitrurado es la alternativa cuando la distorsi\u00f3n post-tratamiento es inaceptable: la nitruraci\u00f3n se realiza a temperaturas m\u00e1s bajas (500\u2013580 \u00b0C) y produce menor deformaci\u00f3n, pero la capa dura es m\u00e1s delgada (0,3\u20130,5 mm) [8].<\/p>\n\n\n\n

Un aspecto frecuentemente descuidado: el seguidor (rodillo o plato) debe ser al menos 2 HRC m\u00e1s duro que la leva. Cuando la dureza relativa es correcta, el rodillo tiende a pulir la superficie de la leva, prolongando su vida \u00fatil [5][6].<\/p>\n\n\n\n


Diagn\u00f3stico: cu\u00e1ndo la leva es el problema<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Los problemas relacionados con las levas se manifiestan frecuentemente como defectos en la pieza o como desgaste an\u00f3malo de la herramienta, y se atribuyen a otras causas. La siguiente tabla de diagn\u00f3stico ayuda a identificar la leva como origen del problema.<\/p>\n\n\n\n

S\u00edntoma<\/strong><\/td>Causa probable<\/strong><\/td>Acci\u00f3n correctiva<\/strong><\/td><\/tr>
Vibraciones durante el recorrido<\/td>Jerk infinito en los empalmes (ley arm\u00f3nica simple) o \u00e1ngulo de presi\u00f3n > 30\u00b0<\/td>Cambiar a ley cicloidal o trapezoidal modificada; verificar radio base<\/td><\/tr>
Desgaste acelerado en el flanco de la leva<\/td>Dureza superficial insuficiente o lubricaci\u00f3n inadecuada<\/td>Verificar HRC (m\u00edn. 55 en acero); comprobar caudal de aceite y tipo de lubricante<\/td><\/tr>
Orificio ovalado o cota fuera de tolerancia<\/td>Juego seguidor-leva excesivo; perfil desgastado que altera la carrera<\/td>Medir perfil con comparador; sustituir leva si la desviaci\u00f3n > 0,02 mm<\/td><\/tr>
Ruido met\u00e1lico c\u00edclico<\/td>P\u00e9rdida de contacto seguidor-leva (despegue)<\/td>Verificar precarga del muelle de retorno; reducir velocidad o aceleraci\u00f3n de pico<\/td><\/tr>
Pitting en la superficie de la leva<\/td>Fatiga de contacto (tensi\u00f3n hertziana superior al l\u00edmite del material)<\/td>Redise\u00f1ar empalmes para reducir el radio de curvatura m\u00ednimo; valorar material m\u00e1s duro<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Tab. 3 \u2014 Tabla de diagn\u00f3stico s\u00edntoma \u2192 causa \u2192 acci\u00f3n para problemas relacionados con levas en tornos multi-husillo [1][5][6].<\/p>\n\n\n\n


Criterios para decidir cu\u00e1ndo redise\u00f1ar<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Sustituir una leva desgastada por una copia id\u00e9ntica es la opci\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pida. Pero no siempre es la m\u00e1s eficaz. El redise\u00f1o tiene sentido en situaciones concretas.<\/p>\n\n\n\n

Situaci\u00f3n<\/strong><\/td>Acci\u00f3n recomendada<\/strong><\/td><\/tr>
El tiempo de ciclo de la estaci\u00f3n cr\u00edtica es el cuello de botella y no puede reducirse solo con la herramienta<\/td>Redise\u00f1ar la leva con ley de movimiento de baja aceleraci\u00f3n (trap. modificada) para reducir la fase inactiva<\/td><\/tr>
Los cambios de producto frecuentes requieren carreras distintas<\/td>Valorar juegos de levas dedicadas para familias de piezas; comparar coste del juego frente a tiempo de ajuste<\/td><\/tr>
Vibraciones persistentes a pesar de un mantenimiento correcto<\/td>An\u00e1lisis del perfil mediante medici\u00f3n con comparador; contraste con perfil te\u00f3rico; posible redise\u00f1o con ley cicloidal<\/td><\/tr>
Desgaste de leva < 50.000 piezas<\/td>El material o el tratamiento no es adecuado para la carga; valorar mejora a 16MnCr5 cementado o 42CrMo4 nitrurado<\/td><\/tr>
Transici\u00f3n de torno a levas a CNC manteniendo algunas estaciones mec\u00e1nicas<\/td>Redise\u00f1ar las levas restantes integrando los nuevos par\u00e1metros de corte optimizados para herramientas actualizadas<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Tab. 4 \u2014 Criterios de decisi\u00f3n para el redise\u00f1o de levas en tornos multi-husillo.<\/p>\n\n\n\n

El redise\u00f1o parte siempre de una medici\u00f3n del perfil existente (comparador o m\u00e1quina de medici\u00f3n) y de un an\u00e1lisis del diagrama carrera-\u00e1ngulo. Comparar el perfil real con el te\u00f3rico permite cuantificar el desgaste y decidir si la simple sustituci\u00f3n es suficiente o si es necesario intervenir en la ley de movimiento, en el material o en ambos.<\/p>\n\n\n\n


Conclusiones<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Tres cosas para llevar al taller el lunes por la ma\u00f1ana. Primera: si hay vibraciones recurrentes en una estaci\u00f3n, comprueben la ley de movimiento de la leva antes de cambiar la herramienta \u2014 un perfil con jerk infinito (arm\u00f3nica simple) es a menudo el culpable oculto. Segunda: una leva en C45 templada por inducci\u00f3n con dureza inferior a 55 HRC en un ciclo de cientos de miles de piezas est\u00e1 subdimensionada \u2014 valoren el cambio a 16MnCr5 cementado. Tercera: cuando el tiempo de ciclo de la estaci\u00f3n cr\u00edtica deja de bajar, la leva es el primer lugar donde buscar margen, no el \u00faltimo.<\/p>\n\n\n\n

MadTools dise\u00f1a y fabrica levas est\u00e1ndar y a medida para tornos multi-husillo Gildemeister, Sch\u00fctte, Mori-Say, Wickman e Index. El equipo de 5 dise\u00f1adores analiza el ciclo de trabajo, define la ley de movimiento \u00f3ptima y selecciona el material y el tratamiento en funci\u00f3n de la carga y la duraci\u00f3n requerida.<\/p>\n\n\n\n


Fuentes y referencias<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

[1] R.L. Norton, Cam Design and Manufacturing Handbook, Industrial Press, 2009. Cap. 8\u201310: leyes de movimiento, din\u00e1mica y vibraciones.<\/p>\n\n\n\n

[2] Nolte NC-Kurventechnik, \u201cMotion Laws for Cam Gears and Servo Drives\u201d \u2014 tabla de valores caracter\u00edsticos Cv, Ca, Cj para leyes de movimiento normalizadas. nolte-nc-kurventechnik.de<\/p>\n\n\n\n

[3] H. Qiu et al., \u201cDesign and analysis of high-speed cam mechanism using Fourier series\u201d, Mechanism and Machine Theory, Vol. 104, 2016, pp. 118\u2013129. ScienceDirect.<\/p>\n\n\n\n

[4] R.L. Norton, Design of Machinery, McGraw-Hill, 2020. Cap. 7: \u00e1ngulo de presi\u00f3n y dimensionado del c\u00edrculo base.<\/p>\n\n\n\n

[5] P. Fol\u0119ga et al., \u201cImpact of the cam and follower cooperation and of lubrication on wear\u201d, Archives of Materials Science and Engineering, Vol. 58(2), 2012, pp. 211\u2013218.<\/p>\n\n\n\n

[6] ISO 6336 Part 5 \u2014 L\u00edmite de resistencia al contacto para aceros con distintos tratamientos t\u00e9rmicos. Tabla de tensiones de contacto admisibles para cementaci\u00f3n, nitruraci\u00f3n y temple.<\/p>\n\n\n\n

[7] EN 10084:2008 \u2014 Aceros de cementaci\u00f3n: 16MnCr5 (1.7131). Dureza superficial tras cementaci\u00f3n y temple: 58\u201362 HRC; profundidad de capa: 0,5\u20131,2 mm.<\/p>\n\n\n\n

[8] M. Yang, H. You, R.D. Sisson, \u201cNitriding and Ferritic Nitrocarburizing of Quenched and Tempered Steels\u201d, Proc. HT2021, ASM International, 2021.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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