Tubi per l'albero di sterzo trascinati su mandrello per applicazioni automobilistiche con tubo di acciaio di precisione ASTM A513 tipo 5

Il tubo per piantone dello sterzo è un tubo meccanico di precisione in acciaio progettato per assemblaggi di piantoni dello sterzo e alberi intermedi di sterzo per autoveicoli. I tubi trafilati su mandrino (DOM) sono realizzati da tubi saldati a resistenza elettrica seguiti da trafilatura a freddo attraverso una matrice e su un mandrino. Questo processo migliora l'accuratezza dimensionale, l'uniformità dello spessore della parete, la concentricità, la qualità della superficie interna e le prestazioni meccaniche.

Per la produzione di piantoni dello sterzo, queste caratteristiche sono particolarmente importanti poiché il tubo può successivamente subire formatura di scanalature, ricalcatura, lavorazione meccanica, saldatura, montaggio a pressione o assemblaggio telescopico. ASTM A513 Tipo 5 è una delle principali specifiche utilizzate per i tubi meccanici DOM, mentre EN 10305-2 fornisce requisiti comparabili per i tubi in acciaio di precisione saldati trafilati a freddo.

A differenza dei normali tubi meccanici come saldati, i tubi DOM vengono trafilati a freddo attraverso utensili che controllano sia le superfici esterne che interne. Ciò consente un controllo più stretto del diametro esterno, del diametro interno, dello spessore della parete e della concentricità, il che è importante dove i tubi del piantone dello sterzo vengono assemblati con cuscinetti, manicotti, boccole, giunti universali o componenti telescopici.

Il processo di trafilatura su mandrino riduce l'eccentricità della parete e produce una sezione del tubo più uniforme. La distribuzione uniforme della parete aiuta a mantenere un comportamento torsionale costante e riduce la variazione dimensionale durante la formatura di scanalature, la ricalcatura, la lavorazione meccanica e le operazioni di montaggio a pressione.

La lavorazione a freddo aumenta la resistenza dei tubi DOM. Ad esempio, i tubi DOM ASTM A513 Tipo 5 SAE 1026 distesi possono fornire una resistenza allo snervamento minima di circa 448 MPa e una resistenza a trazione minima di circa 517 MPa, a seconda delle dimensioni e delle condizioni di consegna.

Il mandrino controlla la superficie interna durante la trafilatura, producendo un foro più liscio e dimensionalmente più costante rispetto ai normali tubi ERW. Questo è prezioso per i piantoni dello sterzo telescopici e i componenti che richiedono scorrimento interno o lavorazione controllata.

I gradi DOM a basso e medio tenore di carbonio possono essere selezionati per lavorazione meccanica, saldatura, formatura, produzione di scanalature, riduzione delle estremità, foratura, alesatura e altri processi di fabbricazione automobilistica.

Una comune preoccupazione di acquisto per i tubi del piantone dello sterzo è l'eccessiva eccentricità tra il diametro esterno e il diametro interno. Una scarsa concentricità può influire sul margine di lavorazione, sulla geometria delle scanalature, sull'innesto dei cuscinetti e sull'equilibrio rotazionale.

Il processo DOM dimensiona il tubo su un mandrino interno, consentendo di controllare contemporaneamente il diametro esterno, il diametro interno e la distribuzione della parete. I tubi possono anche essere forniti secondo combinazioni di diametro esterno/diametro interno specificate anziché solo in base al diametro esterno/spessore della parete, quando il progetto finale del piantone dello sterzo richiede dimensioni interne precise.

I produttori di piantoni dello sterzo eseguono spesso la formatura di scanalature, la ricalcatura, la formatura delle estremità, la lavorazione meccanica o la saldatura dopo la consegna del tubo. Un eccessivo lavoro a freddo può rendere difficile la deformazione successiva o causare instabilità dimensionale.

Diverse condizioni di consegna possono quindi essere selezionate in base al percorso di produzione. I tubi distesi forniscono un equilibrio tra resistenza e controllo delle tensioni residue, mentre i tubi ricotti o normalizzati possono fornire una migliore duttilità quando è richiesta una deformazione sostanziale.

I componenti dello sterzo automobilistico richiedono ripetibilità tra i lotti di produzione. Differenze nella durezza del tubo, nello spessore della parete, nella composizione chimica o nella tolleranza dimensionale possono influire direttamente sui parametri di lavorazione e sulla coerenza dell'assemblaggio.

Il materiale può essere fornito con tracciabilità del numero di lotto, registri di ispezione dimensionale, analisi chimica, risultati di prove di trazione e documentazione di ispezione aggiuntiva secondo le specifiche di acquisto. I requisiti critici di diametro esterno, diametro interno, spessore della parete, rettilineità e superficie devono essere chiaramente definiti sul disegno o sull'ordine di acquisto del cliente.

I tubi in acciaio DOM vengono utilizzati per produrre il corpo tubolare di un albero intermedio dello sterzo per autoveicoli che collega il piantone dello sterzo al meccanismo di sterzo. Il tubo può essere lavorato meccanicamente, scanalato, ricalcato, saldato a componenti a forcella o incorporato in una sezione telescopica a seconda del design del sistema di sterzo.

Il suo diametro esterno, diametro interno, concentricità e proprietà meccaniche controllati aiutano a mantenere un accoppiamento preciso con i componenti accoppiati, supportando al contempo i carichi torsionali trasmessi attraverso il sistema di sterzo.

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