Forja rotativa en calent per a components dentats amb forma gairebé neta.

Deformació en calent controlada per a un ompliment complet de la matriu i un flux de gra optimitzat.

Alta integritat estructural i producció repetible per a aplicacions d’engranatges exigents.

El repte

Les corones dentades grans utilitzades en aplicacions automotrius i industrials de gran resistència han de combinar una alta resistència estructural amb una geometria dental precisa.

Els mètodes de fabricació tradicionals solen basar-se en el mecanitzat de dents a partir d’anells forjats sòlids. Aquest enfocament sovint comporta un alt malbaratament de material, llargs temps de producció i una optimització limitada de l’estructura interna del gra.

La formació de dents d’engranatges directament durant el forjat en calent també presenta diversos reptes tècnics, com ara:

• Ompliment incomplet de la matriu
• Formació de plecs al perfil de la dent
• Forces de conformació elevades i pics de parell
• Distorsió tèrmica durant el processament

Per als components d’engranatges d’alt rendiment, la precisió dimensional per si sola no és suficient. La integritat del material i l’estabilitat del procés són igualment crítiques.

Els fabricants necessitaven una solució capaç de forjar la geometria de la dent gairebé com es defineix a la seva forma final, mantenint alhora un control total sobre el flux de material, la temperatura i les forces de conformació.

La solució DENN

DENN va desenvolupar un procés de forja rotativa en calent dedicat per fabricar corones dentades mitjançant una deformació progressiva controlada.

En lloc de mecanitzar dents a partir d’una peça en brut forjada, el procés de forja rotativa forma la geometria de la dent directament mitjançant una combinació de moviment de rotació i compressió axial.

Durant el procés:

• Una preforma anular predissenyada es col·loca entre els matrius
• El capçal inferior gira el component
• L’eina superior funciona amb un angle d’inclinació controlat
• El material flueix radialment a les cavitats dentals
• La temperatura de conformació es manté entre 1200 i 1250 °C
• La velocitat d’avanç i la velocitat de rotació es controlen dinàmicament

Es van utilitzar simulacions termomecàniques 3D avançades d’elements finits (FEM) per validar el procés, garantint l’ompliment complet de la matriu, el flux de material controlat i uns nivells acceptables de força i parell.

També es va desenvolupar un sistema d’utillatges dedicat amb mecanismes d’expulsió integrats per preservar la geometria de les dents durant l’extracció de la peça i garantir l’estabilitat dimensional.

A més, es va implementar un sistema intel·ligent de monitorització de zero defectes que integra:

• Monitorització de força en temps real
• Control de temperatura del capçal
• Adquisició de dades de procés
• Modelització predictiva de processos
• Ajustos automàtics de paràmetres

Les dents no estan mecanitzades al material.

Es forgen directament a l’estructura.

El resultat

El procés de forja rotativa en calent ofereix avantatges de fabricació significatius:

• Geometria dental de forma gairebé neta
• Ompliment complet de matrius sense plecs
• Flux de gra optimitzat al llarg del perfil de la dent
• Reducció de la sobrecàrrega de mecanitzat
• Menor residu de material
• Comportament de força de conformació i parell de parell controlats
• Alta integritat estructural
• Producció industrial estable i repetible

El component forjat proporciona una base estructuralment superior per a les operacions d’acabat final alhora que redueix significativament els requisits de mecanitzat posteriors.

Dades del procés

Peça: Corona dentada / anell d’engranatge
Indústria: Sistemes de transmissió d’automoció i industrials
Material: acer d’aliatge
Tecnologia: Forja rotativa en calent
Màquina: Sèrie DENN RF
Temperatura de conformació: 1200–1250 °C
Tipus de procés: Conformació d’engranatges amb forma gairebé neta

Per què és important

En la fabricació d’engranatges, el rendiment no només depèn de la precisió, sinó també de l’estructura interna i la integritat del material.

La forja rotativa en calent permet als fabricants produir components d’engranatges amb un flux de gra optimitzat, propietats estructurals millorades i requisits de mecanitzat significativament reduïts.

A DENN, no ens limitem a formar dents d’engranatges.

Dissenyem la geometria, l’estructura i l’estabilitat del procés mitjançant la deformació rotatòria controlada en condicions de conformació en calent.

La precisió s’aconsegueix mitjançant el disseny.

La força s’aconsegueix mitjançant l’estructura.