Pressofusione di alluminio per il gruppo propulsore automotive: carcasse del cambio

Pressofusione ad alta pressione in alluminio, portata nel gruppo propulsore: carcasse di cambio, scatola di trasferimento ed e-axle fuse a ±0,1-0,3 mm, lavorate in H7 sulle sedi dei cuscinetti e trattate termicamente a T6 dove la struttura lo richiede.

Pressofusione di alluminio per il gruppo propulsore automotive in Hydroforce

Hydroforce utilizza la stessa linea di pressofusione già descritta per le carcasse in alluminio pressofuse per illuminazione LED, per un’applicazione diversa: le carcasse del gruppo propulsore automotive. La pressa, il reparto stampi e la stazione di controllo a macchina di misura a coordinate non cambiano tra una carcassa per dissipatore e una carcassa del cambio - ciò che cambia è lo spessore di parete, la scelta della lega, il trattamento termico e la tolleranza più importante di tutte: la sede del cuscinetto. I componenti motore e le carcasse del cambio figurano già nella nostra pagina delle competenze di pressofusione come settore servito; questo articolo entra nel dettaglio di cosa significhi in pratica per una carcassa del cambio nello specifico.

Una carcassa del cambio è un componente più impegnativo da realizzare correttamente rispetto a una carcassa per illuminazione. Sopporta carichi di cuscinetto, tiene a tenuta l’olio sotto pressione e cicli termici, e deve mantenere la propria forma contro le reazioni di coppia degli ingranaggi al suo interno. Ottenere questo in alluminio anziché in ghisa o in una costruzione saldata in acciaio è una questione di controllo del processo, non di fortuna.

Perché la pressofusione di alluminio per carcasse di cambio e scatole di trasferimento

• Peso. L’alluminio ha circa un terzo della densità della ghisa a parità di sezione di parete. Su una carcassa di cambio o di scatola di trasferimento, questa differenza si riflette direttamente sul peso del veicolo e, sulle piattaforme elettrificate, sull’autonomia.
• Integrazione in un unico colpo di stampo. Bossi dei cuscinetti, canali dell’olio, bossi delle forcelle di selezione, nervature di fissaggio e flangia della campana frizione si formano nello stesso colpo di stampo della parete della carcassa. Una carcassa fabbricata o lavorata a partire da un pieno richiede operazioni separate, o componenti separati, per ottenere le stesse caratteristiche.
• Tempo di ciclo e costo in volume. Un ciclo di produzione sulla nostra pressa dura da 30 secondi a 2 minuti a seconda delle dimensioni del pezzo, contro i molti minuti che richiede la lavorazione di una carcassa comparabile a partire da un pieno. Questa differenza è ciò che rende la pressofusione il processo giusto non appena i volumi superano una manciata di prototipi.
• Una via strutturale quando serve. La pressofusione standard intrappola gas nel fuso, il che non è un problema per una carcassa che deve solo mantenere la propria forma, ma un pezzo sottoposto a solubilizzazione formerebbe bolle se questo gas fosse presente. Dove una carcassa richiede la resistenza T6, la processiamo con assistenza sottovuoto per mantenere la porosità abbastanza bassa da far sì che il pezzo superi intatto la solubilizzazione e l’invecchiamento.

Competenza

Tipiche carcasse automotive che produciamo

• Carcasse del cambio manuale e campane frizione - flangia di fissaggio al blocco motore, bossi delle forcelle di selezione e il pattern di foratura lavorato per il cuscinetto dell’albero di ingresso.
• Carcasse e coperchi di cambio automatico e a doppia frizione (DCT) - volumi d’olio a tenuta, facce di fissaggio del corpo valvole e i bossi per sensori che un cambio automatico moderno richiede.
• Carcasse di scatola di trasferimento per trazione 4x4 e integrale - due sedi di uscita, gioco per catena o treno di ingranaggi fuso direttamente nella parete.
• Carcasse di differenziale e trasmissione finale - bossi dei cuscinetti dimensionati per il percorso di carico della coppia conica, lavorati secondo lo stesso standard H7 della sede del cambio.
• Carcasse del riduttore dell’asse elettrico (e-axle) per gruppi propulsori elettrificati - la stessa logica di sede cuscinetto e faccia di tenuta di un cambio convenzionale, in un componente che di norma deve funzionare più freddo e più leggero.
• Carcasse frizione.
• Coppe dell’olio, carter e coperchi del corpo valvole.
• Carcasse di presa di forza e riduttori ausiliari per macchine fuoristrada e attrezzature mobili - la stessa base di clienti a cui forniamo già cilindri idraulici su misura per l’idraulica mobile spesso necessita anche di una carcassa fusa per il cambio posto accanto a quel cilindro.

Processo produttivo

1. Revisione del disegno e DFM. Angoli di sformo, piano di giunzione, posizione di attacchi e sfoghi, e il sovrametallo lasciato per la lavorazione successiva vengono revisionati prima dell’avvio dello stampo. Su una carcassa del cambio, questa revisione individua anche le sedi dei cuscinetti e le facce di tenuta come zone che non possono presentare porosità.
2. Costruzione dello stampo. Gli stampi in acciaio H13 o P20 vengono lavorati a CNC e collaudati su una pressa di produzione prima dell’approvazione del primo pezzo.
3. Pressofusione. HPDC standard a camera fredda per carcasse che devono solo mantenere la forma; HPDC assistita sottovuoto dove la carcassa dovrà essere sottoposta a solubilizzazione T6 o dovrà mantenere una tenuta ermetica su una sede cuscinetto o una faccia di guarnizione.
4. Sbavatura e rifinitura. Colata, canali e sfoghi vengono rimossi e la bava sul piano di giunzione viene ripulita.
5. Trattamento termico. Le carcasse fuse sottovuoto specificate T6 passano per la solubilizzazione e l’invecchiamento in questa fase, prima che la lavorazione finale fissi le quote.
6. Lavorazione CNC finale. Le sedi dei cuscinetti vengono alesate in H7, le facce delle flange di fissaggio vengono lavorate piane per una guarnizione o una tenuta liquida, gli inserti filettati vengono posizionati, e i canali dell’olio e i bossi per sensori vengono forati e filettati secondo disegno.
7. Prova di tenuta. Le facce di tenuta e le sedi dei cuscinetti delle carcasse a tenuta d’olio vengono controllate su un banco a decadimento di pressione prima del rilascio del pezzo.
8. Controllo e documentazione. Rapporto dimensionale da macchina di misura, controllo radiografico sulle zone sensibili alla porosità, certificato del materiale secondo EN 1706 e, per i clienti automotive che ne hanno bisogno, un pacchetto documentale in stile PPAP costruito sugli stessi dati.

Controllo qualità

Ogni carcassa è accompagnata dalla stessa documentazione, indipendentemente da dove finisca all’interno di una trasmissione:

• Controllo dimensionale su macchina di misura Zeiss, primo pezzo e controllo periodico di lotto
• Controllo radiografico di porosità e ritiri nei bossi dei cuscinetti e nelle zone di tenuta
• Controllo statistico di processo con monitoraggio in tempo reale sulla pressa
• Prova di tenuta a decadimento di pressione sulle carcasse sigillate
• Certificazione del materiale secondo EN 1706
• Gestione qualità ISO 9001:2015, con supervisione TÜV e SGS
• Pacchetto documentale di primo pezzo in stile PPAP, predisposto su richiesta per clienti automotive e OEM

Perché i clienti scelgono Hydroforce per le carcasse pressofuse del gruppo propulsore

La linea di pressofusione ha alle spalle oltre 20 anni di attività e si trova nello stesso stabilimento del reparto stampi, del reparto lavorazioni CNC e del laboratorio metrologico che rifiniscono e controllano il pezzo. Questo conta più su una carcassa del cambio che su quasi ogni altro pezzo pressofuso che produciamo: la sede del cuscinetto che decide se il cambio funzionerà silenziosamente per dieci anni viene lavorata dalla stessa squadra che ha condotto la pressa, su macchine che conosce, secondo un disegno che ha revisionato prima che lo stampo venisse tagliato. Nulla cambia di mano tra la colata e la carcassa finita e controllata.

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Serve una carcassa in alluminio pressofuso per un cambio, una scatola di trasferimento, un differenziale o un e-axle? Invia il tuo disegno o modello 3D a office@hydroforce.ee oppure utilizza il nostro modulo di contatto. Valuteremo il progetto dal punto di vista della colabilità, consiglieremo la lega e il percorso di trattamento termico, e prepareremo un preventivo per stampo e produzione in serie.