转向:汽车零部件供应商的转向臂轴和转向杆更轻质,更具成本效益

通过旋锻和轴向成形加工的转向臂轴,被安装在大多数欧洲生产汽车中。设备和机械工程师,如 Felss 的旋锻专家将这种工艺持续推向前进。不仅是设备的效率得到优化,转向杆本身也在不断发展。在复杂生产系统中生产管式部件,是否能够进一步节省大量的材料和成本,是 Felss 客户的生产规划人员和 Felss 共同努力的目标。答案是惊人的:新的转向臂轴甚至可以减轻 30% 的重量。“在已经实现轻质生产的汽车零部件中,这种改进就像迈进了一个新世界”,Philipp Grupp(Felss 业务开发部门主管)介绍说。因为转向装置的重量与节省燃料和减少排放密切相关。转向装置的许多零件,包括转向臂轴,都是通过复杂的工序生产的。在旋锻和轴向成形加工时,简单的管坯被加工成具有复杂几何形状和花键的部件。同时在加工过程中,它会延长到两倍长度 - 一方面其外壁变薄(在某些位置上变厚),另一方面材料强度增加。


更轻质的转向装置 = 更少的燃料

然而有两个原因要求继续发展这种业已成功的生产工艺:首先,转向杆还要更轻,因为减少重量有利于降低汽车的燃料消耗。第二,要降低每个转向杆所需的钢量。“起初我们只是给出承诺,要实现这个目标。以何种方式才能加工更轻的部件,当时尚不清楚,”Philipp Grupp 说。机械工程师们将目标对准了部件的壁厚:到目前为止,相关转向杆型号指向尚未在旋锻中变薄的区域。“当然这乍听起来还相对挺简单的:在旋锻过程中进一步打薄壁厚,同时节省材料。但是这类工艺更改会引发问题。首先是必须说明,打薄的转向杆如何承受随后花键轴向成形的负荷。不得出现镦锻症状”,Werner Michi(Felss 流程开发项目经理)解释说。通过轴向成形,也就是在杆的端部大力压制必要的花键。在大量实验中,Felss 首先调整轴向成形的频率 - 在 Felss 的专利方法中工具的进给不是以恒定的速度,而是通过调制进行。这样最大限度地减少了在花键压制过程中所产生的力。同时改变将部件固定在机床中的夹紧方案。


转向装置减轻 30%,节省材料

Felss 实验的结果对于转向臂轴的建造意味着一个质的飞跃。管坯比以往更薄,部件的功能保持不变。相反这意味着:转向杆需要使用更少的钢材料。这些数字令人印象深刻:转向臂轴的重量减轻了约 30%。对于每个部件,可以节省约 400 g 的钢材。这样两个部件合计每年可以节省约 365 吨钢!