Forja rotativa en caliente para piezas dentadas con forma casi de red.

Deformación en caliente controlada para un llenado completo de la matriz y un flujo de granos optimizado.

Alta integridad estructural y producción repetible para aplicaciones de engranajes exigentes.

El desafío

Las coronas dentadas de gran tamaño utilizadas en aplicaciones industriales y de automoción pesadas deben combinar una gran resistencia estructural con una geometría precisa del diente.

Los métodos de fabricación tradicionales suelen basarse en el mecanizado de dientes a partir de anillos forjados macizos. Este enfoque suele conllevar un elevado desperdicio de material, largos tiempos de producción y una optimización limitada de la estructura interna del grano.

Formar los dientes de los engranajes directamente durante la forja en caliente también presenta varios retos técnicos, entre ellos:

• Llenado incompleto del troquel
• Formación de pliegues en el perfil del diente
• Fuerzas de conformación y picos de par elevados
• Distorsión térmica durante el procesado

Para los componentes de engranajes de alto rendimiento, la precisión dimensional por sí sola no es suficiente. La integridad del material y la estabilidad del proceso son igualmente críticas.

Los fabricantes necesitaban una solución capaz de forjar la geometría del diente cerca de su forma final, manteniendo un control total sobre el flujo de material, la temperatura y las fuerzas de conformado.

La solución DENN

DENN ha desarrollado un proceso específico de forja rotativa en caliente para fabricar coronas dentadas mediante deformación progresiva controlada.

En lugar de mecanizar los dientes a partir de una pieza en bruto forjada, el proceso de forja rotativa forma la geometría del diente directamente mediante una combinación de movimiento rotativo y compresión axial.

Durante el proceso:

• Se coloca una preforma anular prefabricada entre las matrices
• El cabezal inferior gira el componente
• La herramienta superior funciona con un ángulo de inclinación controlado
• El material fluye radialmente hacia las cavidades dentales
• La temperatura de conformación se mantiene entre 1200-1250 °C
• El avance y la velocidad de giro se controlan dinámicamente

Para validar el proceso se utilizaron avanzadas simulaciones termomecánicas 3D por elementos finitos, que garantizaban el llenado completo de la matriz, el flujo controlado del material y unos niveles aceptables de fuerza y par.

También se desarrolló un sistema de utillaje específico con mecanismos de expulsión integrados para preservar la geometría del diente durante la extracción de la pieza y garantizar la estabilidad dimensional.

Además, se implantó un sistema inteligente de control de cero defectos, que integra:

• Control de la fuerza en tiempo real
• Control de la temperatura del cabezal
• Adquisición de datos de proceso
• Modelización predictiva de procesos
• Ajustes automáticos de parámetros

Los dientes no están mecanizados en el material.

Se forjan directamente en la estructura.

El resultado

El proceso de forja rotativa en caliente ofrece importantes ventajas de fabricación:

• Geometría del diente casi en forma de red
• Relleno completo del troquel sin pliegues
• Flujo optimizado del grano a lo largo del perfil del diente
• Reducción del margen de mecanizado
• Menor desperdicio de material
• Comportamiento controlado de la fuerza de conformación y del par
• Alta integridad estructural
• Producción industrial estable y repetible

El componente forjado proporciona una base estructuralmente superior para las operaciones de acabado final, al tiempo que reduce significativamente los requisitos de mecanizado posterior.

Datos del proceso

Pieza: Corona dentada / corona dentada
Industria: Sistemas de transmisión industriales y de automoción
Material: Acero aleado
Tecnología: Forja rotativa en caliente
Máquina: DENN serie RF
Temperatura de conformado: 1200-1250 °C
Tipo de proceso: Conformado de engranajes con forma casi de red

Por qué es importante

En la fabricación de engranajes, el rendimiento no sólo depende de la precisión, sino también de la estructura interna y la integridad del material.

La forja rotativa en caliente permite a los fabricantes fabricar componentes de engranajes con un flujo de grano optimizado, propiedades estructurales mejoradas y requisitos de mecanizado significativamente reducidos.

En DENN, no nos limitamos a formar dientes de engranaje.

Diseñamos la geometría, la estructura y la estabilidad del proceso mediante la deformación rotativa controlada en condiciones de conformado en caliente.

La precisión se consigue mediante el diseño.

La fuerza se consigue mediante la estructura.