Odlewanie ciśnieniowe aluminium dla układu napędowego pojazdów: obudowy skrzyń biegów

Odlewanie wysokociśnieniowe aluminium przeniesione do układu napędowego: obudowy skrzyni biegów, reduktora rozdzielczego i osi elektrycznej odlewane z tolerancją ±0,1-0,3 mm, obrabiane w klasie H7 na gniazdach łożysk, i tam gdzie konstrukcja tego wymaga - obrabiane cieplnie do stanu T6.

Odlewanie ciśnieniowe aluminium dla układu napędowego pojazdów w Hydroforce

Hydroforce wykorzystuje tę samą linię odlewania wysokociśnieniowego, która została już opisana przy okazji aluminiowych obudów odlewanych ciśnieniowo do oświetlenia LED, do innego zastosowania: obudów układu napędowego pojazdów. Prasa, narzędziownia i stanowisko kontroli na współrzędnościowej maszynie pomiarowej nie zmieniają się między obudową radiatora a obudową skrzyni biegów - zmienia się grubość ścianki, dobór stopu, obróbka cieplna i tolerancja, na której zależy najbardziej: gniazdo łożyska. Podzespoły silnika i obudowy skrzyń biegów są już wymienione na naszej stronie kompetencji w zakresie odlewania ciśnieniowego jako obsługiwany sektor. Ten artykuł pokazuje, co to oznacza w praktyce konkretnie dla obudowy skrzyni biegów.

Obudowa skrzyni biegów to trudniejsza część do prawidłowego wykonania niż obudowa oświetleniowa. Przenosi obciążenia łożyskowe, uszczelnia olej pod ciśnieniem i przy cyklach temperaturowych, i musi zachować swój kształt wobec reakcji momentu obrotowego kół zębatych w środku. Osiągnięcie tego w aluminium zamiast w żeliwie lub spawanej konstrukcji stalowej to kwestia kontroli procesu, a nie przypadku.

Dlaczego odlewanie ciśnieniowe aluminium do obudów skrzyń biegów i reduktorów rozdzielczych

• Masa. Aluminium ma około jednej trzeciej gęstości żeliwa przy porównywalnym przekroju ścianki. W obudowie skrzyni biegów lub reduktora rozdzielczego ta różnica przekłada się bezpośrednio na masę pojazdu, a na platformach zelektryfikowanych - na zasięg.
• Integracja w jednym wtrysku. Bobiny łożyskowe, kanały olejowe, bobiny wideł zmiany biegów, żebra montażowe i kołnierz dzwonu sprzęgła powstają w tym samym wtrysku co ścianka obudowy. Obudowa wykonana metodą spawania lub obrabiana z pełnego materiału wymaga osobnych operacji albo osobnych części, aby uzyskać te same cechy.
• Czas cyklu i koszt przy dużych wolumenach. Cykl produkcyjny na naszej prasie trwa od 30 sekund do 2 minut, w zależności od wielkości detalu, wobec wielu minut potrzebnych na obróbkę porównywalnej obudowy z pełnego materiału. Ta różnica sprawia, że odlewanie ciśnieniowe staje się właściwym procesem, gdy wolumeny przekraczają garstkę prototypów.
• Droga do konstrukcji nośnej, gdy jest potrzebna. Standardowe odlewanie ciśnieniowe zamyka gaz w stopie, co nie stanowi problemu dla obudowy, która ma tylko zachować kształt, ale detal poddany przesycaniu napęcznieje pęcherzami, jeśli ten gaz jest obecny. Tam, gdzie obudowa wymaga wytrzymałości T6, prowadzimy ją przez prasę ze wspomaganiem próżniowym, aby utrzymać porowatość na tyle niską, by detal przetrwał przesycanie i starzenie bez uszkodzeń.

Możliwości

Typowe obudowy motoryzacyjne, które odlewamy

• Obudowy skrzyń biegów manualnych i dzwony sprzęgła - kołnierz montażowy do bloku silnika, bobiny wideł zmiany biegów oraz obrobiony wzór otworów pod łożysko wałka wejściowego.
• Obudowy i pokrywy skrzyń automatycznych i dwusprzęgłowych (DCT) - szczelne komory olejowe, powierzchnie montażowe bloku zaworowego oraz bobiny czujników, których wymaga nowoczesna skrzynia automatyczna.
• Obudowy reduktorów rozdzielczych do napędu 4x4 i na cztery koła - dwa otwory wyjściowe, luz na łańcuch lub tor zębaty odlany bezpośrednio w ściance.
• Obudowy dyferencjału i mostu napędowego - bobiny łożyskowe dobrane pod tor obciążenia pary talerzowo-stożkowej, obrabiane według tej samej klasy H7 co gniazdo skrzyni biegów.
• Obudowy reduktora osi elektrycznej (e-axle) dla zelektryfikowanych układów napędowych - ta sama logika gniazda łożyska i powierzchni uszczelniającej co w konwencjonalnej skrzyni biegów, w części, która zwykle musi pracować chłodniej i lżej.
• Obudowy sprzęgła.
• Miski olejowe, misy i pokrywy bloku zaworowego.
• Obudowy WOM i reduktorów pomocniczych do maszyn terenowych i sprzętu mobilnego - ta sama grupa klientów, której dostarczamy już cylindry hydrauliczne na zamówienie do hydrauliki mobilnej, często potrzebuje też odlewanej obudowy skrzyni biegów umieszczonej obok tego cylindra.

Proces produkcyjny

1. Przegląd rysunku i DFM. Kąty pochylenia formy, płaszczyznę podziału, położenie wlewów i przelewów oraz naddatek pozostawiony na dalszą obróbkę sprawdza się przed rozpoczęciem budowy formy. W obudowie skrzyni biegów ten przegląd wskazuje też gniazda łożysk i powierzchnie uszczelniające jako strefy, które nie mogą mieć porowatości.
2. Oprzyrządowanie. Stalowe formy z H13 lub P20 są obrabiane na CNC i próbowane na prasie produkcyjnej przed odbiorem pierwszej sztuki.
3. Odlewanie ciśnieniowe. Standardowe HPDC na zimnej komorze dla obudów, które mają tylko zachować kształt; HPDC wspomagane próżnią tam, gdzie obudowa zostanie poddana przesycaniu T6 lub musi utrzymać szczelność na gnieździe łożyska lub powierzchni uszczelki.
4. Obcinanie i usuwanie wypływek. Usuwa się wlew, kanały i przelewy, a wypływkę na płaszczyźnie podziału czyści się mechanicznie.
5. Obróbka cieplna. Obudowy odlewane próżniowo z wymaganiem T6 przechodzą na tym etapie przesycanie i starzenie, zanim obróbka końcowa ustali wymiary.
6. Obróbka CNC końcowa. Gniazda łożysk rozwierca się do klasy H7, powierzchnie kołnierzy montażowych obrabia się na płasko pod uszczelkę lub uszczelnienie płynne, osadza się wkładki gwintowane, a kanały olejowe i bobiny czujników wierci się i gwintuje według rysunku.
7. Badanie szczelności. Powierzchnie uszczelniające i gniazda łożysk obudów szczelnych olejowo sprawdza się na stanowisku spadku ciśnienia przed zwolnieniem detalu.
8. Kontrola i dokumentacja. Raport wymiarowy z maszyny pomiarowej, kontrola rentgenowska stref wrażliwych na porowatość, świadectwo materiałowe według EN 1706, a dla klientów motoryzacyjnych, którzy tego potrzebują - pakiet dokumentacji w stylu PPAP zbudowany na tych samych danych.

Kontrola jakości

Każda obudowa jest opatrzona tą samą dokumentacją, niezależnie od tego, gdzie trafi w układzie napędowym:

• Kontrola wymiarowa na maszynie pomiarowej Zeiss, pierwsza sztuka i okresowa kontrola partii
• Kontrola rentgenowska porowatości i jam skurczowych w bobinach łożyskowych i strefach uszczelniających
• Statystyczna kontrola procesu z monitorowaniem w czasie rzeczywistym na prasie
• Badanie szczelności metodą spadku ciśnienia na obudowach szczelnych
• Certyfikacja materiałowa według EN 1706
• Zarządzanie jakością ISO 9001:2015, pod nadzorem TÜV i SGS
• Pakiet dokumentacji pierwszej sztuki w stylu PPAP, przygotowywany na życzenie dla klientów motoryzacyjnych i OEM

Dlaczego klienci wybierają Hydroforce do odlewanych obudów układu napędowego

Linia odlewania ciśnieniowego działa od ponad 20 lat i mieści się w tym samym budynku co narzędziownia, hala obróbki CNC i laboratorium pomiarowe, które wykańczają i kontrolują detal. Ma to większe znaczenie przy obudowie skrzyni biegów niż przy niemal każdej innej odlewanej części, którą wytwarzamy: gniazdo łożyska, które decyduje, czy skrzynia biegów będzie pracować cicho przez dziesięć lat, obrabia ten sam zespół, który obsługiwał prasę, na maszynach, które zna, według rysunku, który sprawdził, zanim wycięto formę. Między odlewem a gotową, skontrolowaną obudową detal nie zmienia rąk.

Zapytaj o wycenę

Potrzebujesz odlewanej ciśnieniowo aluminiowej obudowy do skrzyni biegów, reduktora rozdzielczego, dyferencjału lub osi elektrycznej? Wyślij rysunek lub model 3D na office@hydroforce.ee lub skorzystaj z naszego formularza kontaktowego. Ocenimy projekt pod kątem odlewalności, zarekomendujemy stop i ścieżkę obróbki cieplnej oraz przygotujemy wycenę oprzyrządowania i produkcji seryjnej.