Analisi ed ottimizzazioni delle bruciature in ingranaggi automotive

Il lavoro svolto all’interno di questa tesi è incentrato sullo studio e ottimizzazione dell’innovativo processo di rettifica a secco di ingranaggi impiegati in ambito automotive. La particolarità di questo processo riguarda l’assenza di un lubrificante che vada ad asportare calore durante la lavorazione: la rettifica costituisce, infatti, uno dei pochi processi che ancora ne richiede l’utilizzo. Si descriverà, nello specifico, un modello sviluppato all’interno del Software COMSOL Multiphysics capace di simulare le dinamiche dell’intero processo e predire la presenza o meno di danneggiamenti termici a seconda dei parametri di processo forniti come input: sulla base di ciò, in particolare, verrà sviluppato un modello semplificato e computazionalmente meno impegnativo capace di avvicinarsi ai risultati del modello completo e di restituire l’andamento della temperatura nello spessore. Lo scopo è allora quello di ottenere una stima rapida e quanto più possibile precisa dell’entità dei danneggiamenti termici che possono incorrere a causa dell’assenza di lubrificante. Il problema, nel suo complesso, è stato suddiviso in varie fasi. Per prima cosa sono state effettuate prove metallografiche su una serie di campioni che hanno testimoniato come la variazione dei parametri di processo incidesse sull’esistenza o meno di bruciature; successivamente i risultati sono stati validati tramite la simulazione completa del dente e hanno riportato l’esistenza o meno di bruciature a seconda delle massime temperature superficiali raggiunte nel processo. Tutto ciò è servito ad avere a disposizione una serie sufficiente di dati per impostare il nuovo modello virtuale, capace di restituire risultati soddisfacenti per quanto riguarda l’andamento di temperatura nello spessore del dente. La validazione di tale modello è stata eseguita confrontando l’entità dei danneggiamenti registrati sperimentalmente attraverso le prove metallografiche, con quella restituita dalla simulazione.