Forgeage rotatif à chaud pour des pièces dentées de forme proche du filet.

Déformation à chaud contrôlée pour un remplissage complet de la filière et un flux de grains optimisé.

Haute intégrité structurelle et production reproductible pour les applications d’engrenage exigeantes.

Le défi

Les grandes couronnes dentées utilisées dans les applications automobiles et industrielles lourdes doivent combiner une résistance structurelle élevée avec une géométrie précise des dents.

Les méthodes de fabrication traditionnelles reposent généralement sur l’usinage des dents à partir d’anneaux forgés solides. Cette approche entraîne souvent une perte importante de matériau, des temps de production longs et une optimisation limitée de la structure interne du grain.

Le façonnage des dents d’engrenage directement pendant le forgeage à chaud présente également plusieurs défis techniques, notamment :

• Remplissage incomplet de la matrice
• Formation de plis dans le profil de la dent
• Forces de formage et pics de couple élevés
• Distorsion thermique au cours du traitement

Pour les composants d’engrenage à haute performance, la précision dimensionnelle ne suffit pas. L’intégrité des matériaux et la stabilité des processus sont tout aussi essentielles.

Les fabricants avaient besoin d’une solution capable de forger la géométrie de la dent proche de sa forme finale tout en conservant un contrôle total sur le flux de matériau, la température et les forces de formage.

La solution DENN

DENN a mis au point un procédé de forgeage rotatif à chaud pour fabriquer des couronnes dentées par déformation progressive contrôlée.

Au lieu d’usiner les dents à partir d’une ébauche forgée, le processus de forgeage rotatif forme la géométrie de la dent directement par une combinaison de mouvement de rotation et de compression axiale.

Pendant le processus :

• Une préforme annulaire préfabriquée est placée entre les matrices
• La tête inférieure fait tourner le composant
• L’outil supérieur fonctionne avec un angle d’inclinaison contrôlé.
• Le matériau s’écoule radialement dans les cavités dentaires
• La température de formage est maintenue entre 1200 et 1250 °C.
• L’avance et la vitesse de rotation sont contrôlées dynamiquement

Des simulations FEM thermomécaniques 3D avancées ont été utilisées pour valider le processus, garantissant un remplissage complet de la matrice, un flux de matériau contrôlé et des niveaux de force et de couple acceptables.

Un système d’outillage dédié avec des mécanismes d’éjection intégrés a également été développé pour préserver la géométrie de la dent pendant l’extraction de la pièce et assurer la stabilité dimensionnelle.

En outre, un système intelligent de contrôle zéro défaut a été mis en place et intégré :

• Contrôle de la force en temps réel
• Contrôle de la température de la tête
• Acquisition de données de processus
• Modélisation prédictive des processus
• Ajustement automatique des paramètres

Les dents ne sont pas usinées dans le matériau.

Ils sont forgés directement dans la structure.

Le résultat

Le procédé de forgeage rotatif à chaud offre des avantages significatifs en termes de fabrication :

• Géométrie de la dent proche de la forme d’un filet
• Remplissage complet de la matrice sans plis
• Optimisation de l’écoulement des grains le long du profil de la dent
• Réduction de la surépaisseur d’usinage
• Réduction des déchets de matériaux
• Contrôle de la force de formage et du comportement du couple
• Haute intégrité structurelle
• Une production industrielle stable et reproductible

Le composant forgé fournit une base structurellement supérieure pour les opérations de finition finale tout en réduisant de manière significative les exigences d’usinage en aval.

Données du processus

Pièce : Couronne dentée / couronne dentée
Industrie : Systèmes de transmission automobile et industrielle
Matériau : Acier allié
Technologie : Forgeage rotatif à chaud
Machine : Série DENN RF
Température de formage : 1200-1250 °C
Type de processus : Formage d’engrenages de forme presque nette

Pourquoi c’est important

Dans la fabrication des engrenages, les performances dépendent non seulement de la précision, mais aussi de la structure interne et de l’intégrité des matériaux.

Le forgeage rotatif à chaud permet aux fabricants de produire des pièces d’engrenage avec un flux de grain optimisé, des propriétés structurelles améliorées et des exigences d’usinage considérablement réduites.

Chez DENN, nous ne nous contentons pas de former des dents d’engrenage.

Nous concevons la géométrie, la structure et la stabilité du processus par le biais d’une déformation rotative contrôlée dans des conditions de formage à chaud.

La précision est obtenue par la conception.

La force est obtenue par la structure.