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甘坐冷板凳 独创领前沿

甘坐冷板凳 独创领前沿

  • 分类:新闻中心
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  • 来源:
  • 发布时间:2022-11-30 16:42
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——记传动轴公司“轻型铝合金传动轴总成”攻坚小组

 

汽车轻量化不仅是我国实现“双碳目标”的重要战略之一,也是当今国际汽车市场中衡量企业技术和发展水平的重要指标之一。万向钱潮作为汽车零部件龙头企业,在“轻量化”战略的指引下,前瞻布局,抢滩占先。制造业单项冠军示范企业传动轴公司为此专门成立了一支针对铝合金传动轴技术的攻坚小组,致力于填补国内铝合金轻型传动轴领域的技术空白,经过五年的持续攻坚,取得独创技术,达到国际先进。

创新突破争首创

“传统的轻型汽车传动轴采用两段式钢结构,而我们的轻型铝合金传动轴采用一段式全铝合金工艺,独创性地采用了中间伸缩式全铝结构,达到国际先进水平,在行业内尚未有运用或记载。”

“轻型铝合金传动轴总成”攻坚小组成立于2017年,由传动轴公司总经理金国军、副总经理朱少青组织多部门骨干成员组成。朱少青作为项目的“总指挥”,在项目成立之初与组员们做了大量的市场、技术调研,全面掌握了传动轴行业的发展趋势与动态,为项目后续顺利推进夯实了基础。传统的轻型汽车传动轴采用两段式钢结构,而轻型铝合金传动轴采用一段式全铝合金工艺,最大限度地实现少零件化和轻量化,零件数量减少6个以上,使单件产品减重45%以上,整车百公里耗油节省2.5%以上。

“轻型铝合金传动轴总成”的目标市场依次为轻卡、皮卡、轻客和SUV车。小组首先瞄准轻卡和皮卡,独创性地采用了中间伸缩式全铝结构,运用铝花键挤压成形工艺、涂覆工艺和摩擦焊工艺,为国内首创,并且达到国际先进水平,在行业内尚未有运用或记载。

小组成员夏剑虹介绍,传统的花键,渐开线过于细小,很难成型,而采用梯形齿花键容易成型,结构也更为优化,能够满足减少热成型飞边、少无切削的需要,提高材料利用率10%以上。

本次研发的铝合金传动轴总成采用了自润滑免维护结构,小组创新性地设计出一种在密封花键轴叉上的通气结构,避免了波纹管内的气压阻力,使滑动更顺畅,有效提高其使用寿命,为国内首创。仅针对这一排气孔装置,小组就申请了《一种在密封花键轴叉上的通气结构》《一种铝合金焊接叉锻模出气孔结构》两项专利。

开发采用铝合金摩擦焊工艺是项目的另一大创新点,在国内首屈一指。通过采用铝合金花键轴摩擦焊、铝管摩擦焊等工艺,可以使花键轴做成全空心,叉部做成半空心,达到轻量化的目标。同时,取消中间支架结构,减轻车辆振动噪声,提高汽车加速性能,降低汽车油耗,提高了整个传动轴系统的耐久寿命,从而提高整车的耐久寿命。

凭借着国内首创的设计与技术,该项目先后申请了1项发明专利、8项实用新型专利,对相应的行业标准进行了修订(QC/T 29082《汽车传动轴总成技术条件及台架试验方法》),并制定了“浙江制造”团体标准T/ZZB 1705《汽车传动轴总成》。

集智攻关克难题

“搞技术要有‘甘坐冷板凳’的精神,十几次方案修改,数百次参数验证,夜以继日地伏案工作,对我们来说是家常便饭。”

项目中多项领跑国内外的先进技术,所有从0到1的突破,离不开技术人员“甘坐冷板凳”的精神。光是第一年的时间里,设计方案从无到有、从初稿到定稿,就反复打磨了十五稿。而这只是刚刚开始,各式各样的困难似乎“如影随形”。

钢换铝,不仅仅是材料的改变,更需要从结构设计、工艺流程等多方面进行颠覆性的改变。夏剑虹是花键副的专家,他介绍,“最开始大家完全是两眼一抹黑,不了解铝合金结构的设计思路,于是大量查阅外网文献资料,最终决定了材料种类和结构。”设计好方案只是第一步,实际生产过程中,铝的温控范围只有钢铁的四分之一,且散热快,一旦温度过热就会引起过烧,温度不够则无法成型,非常容易产生报废料。来自锻造部的小组成员胡伟告诉我们,头两次的报废料高达30%。技术中心负责人徐华福回忆,当时这个温控问题可是列为“重大问题”之一,非常焦急。为了能更精确地控制加热功率和节拍,锻造部召开数次会议,组织头脑风暴高效拿出解决方案:专门成立一条小型线,对加热后出料口处的欠温料,采用三路分选装置进行改进,避免锻打过程中棒料的过热、过烧问题,最终使锻件报废率降低至5%。“温度控制住了,质量也终于控制住了,我们的心也踏实了。”

开发前期,采用普通凸焊机进行平衡片焊接,但又遇到了麻烦:焊机功率小,导致焊不牢;焊机功率大,强度又无法保证,中途采用人工焊接,焊后打磨,能焊住但效率低下。装配部的技术人员查询资料,经讨论后决定自主学习并改造现有焊机设备。技术人员不懈钻研,不仅在焊接平衡片技术上申请到多项专利,最终还使平衡片焊接稳定、强度达到45Nm以上,为后续批量生产提供了有力保障。

提起摩擦焊工艺,朱少青说,“把焊钢的设备用来焊铝,是我们集体智慧的结晶。”看似简单的一句话,背后凝结了小组成员几十个日夜的努力。焊铝的进口设备动辄上千万元,为了节省成本,小组成员大胆将现有的焊钢设备进行参数调整,通过查询参考业内专家论文及专利信息,结合前期工艺参数,制定了摩擦焊工艺参数的优化方向,一步一步摸索着修改参数。摩擦焊工艺的产品截面必须熔透,不然会存在质量隐患。朱国利回忆,当时年关将近,正巧一个新客户要求加急供货,为了尽快攻克熔透难关,大家夜以继日地连着干了一个月,“一做出来就得去抽样试验做分析,这一套流程走下来就是两个小时,时间很紧张,我们一刻不能耽搁。”年三十当天晚上,即使很想和家人团聚,他们也都坚守在车间。“不能把有隐患的东西给客户。”徐华福说,关于熔透问题进行了三百余次的参数验证,最终顺利解决了焊缝熔合不足的问题,并固化了工艺,及时为客户供上了货。

考虑到今后还要将这一结构应用至皮卡、轻客等车型上,小组前段时间仍不断在原有基础上进行调整设计,精益求精,直到现在已经能够全面满足各种客户的要求。

追求卓越攀高峰

“其实在选择摩擦焊之前,也考虑过气保焊工艺。但气保焊很多人都会做,而摩擦焊具有不可替代性,更何况是业内首创,我们要始终做行业领先的事情,这样才能推动整个行业的技术进步。”

党的二十大报告指出,“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。”轻型铝合金传动轴总成小组正是身体力行着这一目标。

摩擦焊工艺在业内本就是先进工艺手段,小组通过大胆尝试、反复验证,使公司的摩擦焊设备成为在国内唯一能实现焊接铝制件的设备,完全满足产品性能的要求。“其实我们在选择摩擦焊之前,也考虑过气保焊工艺,试了多种方案也成功了。但是气保焊很多人都会做,而摩擦焊具有不可替代性,更何况铝合金传动轴使用的摩擦焊技术是业内首创,我们要始终做行业领先的事情,这样才能推动整个行业的技术进步。”朱少青说,“我们当时就是想起了鲁主席关于创新的一句话:‘创新,就是不局限于人家怎么干我们也怎么干,而是人家先进的东西我们要学,人家没有的我们也要有,要创造提炼出自己的新鲜经验’”。目前,中间伸缩式轻卡铝合金传动轴已在多家主机厂轻卡批量生产应用,往后将逐步铺展到国内轻客和乘用车一线主机厂家。

在汽车轻量化这条新领域新赛道上,小组成员们从未想过逃避困难、选取捷径,而是以更高的标准要求自己,不断向业内难题发起挑战,征服更精益的技艺与更前沿的技术,开辟高质量发展的新境界。轻型铝合金传动轴总成的成功开发与投产,对传动轴总成性能、零件设计制造都有较大的创新和提升,提高了传动轴行业整体水平,有利于将传动轴的技术要求转化为行业标准,形成行业可执行的标准文件。

未来,传动轴公司将始终围绕“9+N”客户市场与“科技人才、提质增效”的要求,大胆创造、创业、创新,持续提升企业在国内外市场的竞争力,为“让‘奋斗十年添座城’将‘奋斗十年添个零’持续前进”而努力奋斗!

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