Warum der Upset-Schmiedeprozess eine überlegene Achselleistung ermöglicht

Wenn Sie Achsen herstellen, die Tausende von Kilometern unter hohen Lasten aushalten müssen, ist die Wahl des richtigen Metallformgebungsverfahrens keine Frage des Vorzugs – es ist eine Notwendigkeit. Achsen gehören zu den anspruchsvollsten tragenden Komponenten in der Automobil-, Landwirtschafts- und Schwermaschinenindustrie. Sie sind permanenten torsionalen Spannungen, Biegekräften und Stoßbelastungen ausgesetzt, die schwächere Bauteile katastrophal versagen lassen würden. Wodurch zeichnen sich nun jene Achsen aus, die andere um Jahrzehnte überdauern? Die Antwort liegt häufig in der Art ihrer Herstellung durch Schmieden.

Warum Achsen höchste Ansprüche an das Upset-Schmiedeverfahren stellen

Stellen Sie sich vor, wie Sie ein Stück Ton zwischen Ihren Handflächen zusammendrücken, sodass es breiter, aber kürzer wird. Das Stauchschmiedverfahren funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip – allerdings mit intensiver Hitze und präzise gesteuertem Druck auf Metall. Bei dieser spezialisierten Technik wird eine Druckkraft auf das erhitzte Ende eines Metallstabs ausgeübt, wodurch dessen Durchmesser vergrößert und die Länge verringert wird. Diese gezielte Verformung ist genau das, was Achsenden benötigen, um robuste Flansche, Befestigungsflächen und Anschlusspunkte zu bilden.

Achswellen unterliegen im Betrieb extremen Belastungen. Laut Branchenanalyse können richtig stauchgeschmiedete Teile die Lebensdauer solcher Komponenten im Vergleich zu alternativen Fertigungsmethoden um bis zu 30 % verlängern. Bei Achsanwendungen führt dieser Vorteil in der Haltbarkeit direkt zu geringeren Wartungskosten, verbesserter Sicherheit und höherer Fahrzeugzuverlässigkeit.

Der Festigkeitsvorteil von stauchumgeformten Achsen

Was macht diesen Prozess für Achsen so effektiv? Wenn Metall durch Aufstauchen geschmiedet wird, geschieht auf mikrostruktureller Ebene etwas Bemerkenswertes. Der Kornfluss – die innere, fasergeartete Struktur des Metalls – richtet sich neu aus und folgt der Kontur des fertigen Bauteils. Bei Achsen bedeutet dies, dass die Kornstruktur kontinuierlich durch hochbelastete Bereiche wie Flansche und Endbeschläge verläuft und dort eine natürliche Verstärkung genau dort schafft, wo sie am nötigsten ist.

Dieser Leitfaden führt Sie Schritt für Schritt durch den gesamten Arbeitsablauf des Achsaufstau-Schmiedens, von der Auswahl des Rohmaterials bis zur Prüfung des fertigen Bauteils. Ob Sie ein Fertigungsingenieur sind, der verschiedene Verfahren bewertet, oder ein Produktionsleiter, der bestehende Abläufe optimieren möchte – Sie finden hier praktische, detaillierte Anleitungen für jede Phase der Produktion.

Grundlagen des Aufstauch-Schmiedens verstehen

Wie schneidet diese Methode im Vergleich zu Alternativen ab? Sehen wir uns das genauer an. Beim offenen Schmieden wird Metall zwischen flachen Gesenkstempeln geformt, ohne es vollständig einzuschließen – hervorragend für große, einfache Formen, aber ohne die Präzision, die Achsenden erfordern. Beim geschlossenen Schmieden werden formgebende Hohlräume verwendet, um Teile zu formen, was jedoch bei der spezifischen Geometrie von Achsflanschen materialaufwändiger und kostspieliger sein kann. Beim Walzschmieden werden längliche Abschnitte effizient hergestellt, doch es hat Schwierigkeiten mit den wechselnden Querschnitten, die Achsanwendungen benötigen.

Das Stauchschmieden zeichnet sich dadurch aus, dass es speziell dafür konzipiert ist, den Durchmesser an gezielten Stellen zu vergrößern – genau das, was die Achsenfertigung erfordert. Die entscheidenden Vorteile, die es besonders für die Achsenproduktion geeignet machen, sind:

• Verbesserte Kornflussausrichtung: Der Kompressionsprozess zwingt die Metallkörner, sich parallel zu den Konturen des Bauteils auszurichten, wodurch die Ermüdungsbeständigkeit und Schlagfestigkeit in kritischen Belastungszonen deutlich verbessert wird
• Überlegene Materialeffizienz: Mit minimalem Abfall während des Formprozesses können Materialersparnisse im Vergleich zu anderen Schmiedeverfahren bis zu 15 % betragen, wodurch sowohl Kosten als auch Umweltauswirkungen reduziert werden
• Optimierte mechanische Eigenschaften: Die kontrollierte Verformung verfeinert die Kornstruktur des Metalls und sorgt gezielt in den belastbaren Abschnitten der Achse für höhere Zugfestigkeit und Zähigkeit
• Dimensionsgenauigkeit: Engen Toleranzen sind selbst bei komplexen Achsendgeometrien erreichbar, wodurch der Bedarf an Nachbearbeitung durch maschinelle Bearbeitung verringert wird
• Anpassungsfähigkeit: Der Prozess lässt sich problemlos an unterschiedliche Flanschgrößen, Montagekonfigurationen und Endbearbeitungsdesigns für verschiedene Achltypen anpassen

Bereit, jeden Schritt dieses wesentlichen Fertigungsverfahrens zu meistern? Die folgenden Abschnitte bieten detaillierte Anleitungen zur Werkstoffauswahl, Heizvorgaben, Werkzeugeinrichtung, der Schmiedeoperation selbst, der Nachbearbeitung, Qualitätskontrolle und zur Lieferantenpartnerschaft – alles, was Sie benötigen, um langlebige Achsen herzustellen.

Schritt 1 Auswahl und Vorbereitung Ihres Achslagermaterials

Bevor jegliche Wärme zugeführt oder Matrizen positioniert werden, beginnt der Erfolg beim Stauchschmieden mit einer grundlegenden Entscheidung: Welches Material werden Sie verwenden? Die Wahl einer falschen Stahlsorte – oder die mangelhafte Vorbereitung des Ausgangsmaterials – kann selbst den präzisesten Schmiedeprozess gefährden. Stellen Sie sich die Werkstoffauswahl wie das Fundament eines Gebäudes vor. Egal wie erfahren das Bauteam ist – ein schwaches Fundament garantiert später Probleme.

Auswahl der richtigen Stahlsorte für Ihre Achsanwendung

Unterschiedliche Achstypen unterliegen stark voneinander abweichenden Betriebsbedingungen, und Ihre Materialwahl muss diesen Anforderungen Rechnung tragen. Antriebsachsen leiten Drehmoment vom Antriebsstrang auf die Räder weiter und sind dabei ständigen Rotationsspannungen sowie gelegentlichen Stoßbelastungen ausgesetzt. Lenkachsen müssen Festigkeit mit exakter Maßhaltigkeit verbinden. Aufliegerachsen tragen hohe statische Lasten und müssen gleichzeitig millionenfachen Vibrationsbelastungen durch Fahrbewegungen standhalten, ohne zu ermüden.

Welche Stahlsorten bieten also die Leistung, die jede Anwendung erfordert? Die Antwort hängt davon ab, wie sich Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Kosten in Einklang bringen lassen. So entsprechen gängige Werkstoffe spezifischen Anforderungen an Achsen:

Nach branchenspezifikationen , bleibt der 4340-Legierungsstahl eine bevorzugte Wahl für anspruchsvolle Antriebswellen- und Achsanwendungen und weist chemische Zusammensetzungen von 0,38–0,43 % Kohlenstoff, 1,65–2,0 % Nickel und 0,70–0,90 % Chrom auf. Diese Legierungselemente wirken zusammen, um die außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften bereitzustellen, die hochbelastete Achskomponenten erfordern.

Checkliste zur Rohlingsvorbereitung vor dem Schmieden

Sobald Sie Ihre Stahlsorte ausgewählt haben, wird die ordnungsgemäße Vorbereitung des Ausgangsmaterials entscheidend. Die Vorteile des Schmiedens können nur dann ausgeschöpft werden, wenn mit qualitativ hochwertigem Rohmaterial begonnen wird, das korrekt dimensioniert und geprüft wurde. Wie sieht gründliche Vorbereitung in der Praxis aus?

• Auf exakte Länge schneiden: Berechnen Sie das genaue Billet-Gewicht, das für Ihre fertige Achskomponente erforderlich ist, einschließlich Anschnitt- und Nachschneidezulagen – typischerweise 5–10 % über dem Nettogewicht hinaus
• Oberflächenprüfung: Überprüfen Sie den Rohling auf Oberflächenfehler wie Risse, Nahtstellen, Überlappungen oder Zunder, die sich während des Aufheizens im Schmiedeprozess ausbreiten könnten
• Maßprüfung: Stellen Sie sicher, dass Durchmesser- und Längenmesswerte innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen, da bereits geringe Abweichungen die Materialflussverteilung beim Aufstauchen beeinflussen können
• Material-Rückverfolgbarkeit: Dokumentieren Sie Wärmenummern und Werkzeugbescheinigungen, um Qualitätsunterlagen während der gesamten Produktion zu gewährleisten
• Endvorbereitung: Stellen Sie sicher, dass die geschnittenen Enden rechtwinklig und frei von Graten sind, die eine ungleichmäßige Erwärmung oder Materialfluss verursachen könnten

Jegliche Unregelmäßigkeiten im Ausgangsmaterial können sich während des Schmiedeprozesses verstärken und so die strukturelle Integrität Ihrer fertigen Achse beeinträchtigen. Eine sorgfältige Prüfung zu Beginn verhindert kostspielige Ausschussraten und Sicherheitsrisiken später

Materialeigenschaften, die die Achsleistung beeinflussen

Das Verständnis dessen, was auf metallurgischer Ebene beim Schmieden entsteht, hilft zu erklären, warum die Werkstoffauswahl so wichtig ist. Wenn Sie Stahl auf Schmiedetemperatur erhitzen und Druckkräfte aufbringen, formen Sie nicht nur das Metall – Sie verfeinern auch seine innere Kornstruktur. Die gewählte Stahlsorte bestimmt, wie effektiv diese Verfeinerung stattfindet.

Mehrere Werkstoffeigenschaften beeinflussen direkt sowohl die Prozessparameter des Querstrangschmiedens als auch die Leistung der fertigen Achse:

• Kohlenstoffgehalt: Höhere Kohlenstoffgehalte erhöhen Härte und Festigkeit, verringern jedoch die Duktilität während des Schmiedens und erfordern eine genauere Temperaturkontrolle
• Legierungselemente: Nickel verbessert die Zähigkeit, Chrom erhöht die Härtefähigkeit und Molybdän steigert die Hochtemperaturfestigkeit – jeweils Einfluss auf das Schmiedeverhalten und die endgültigen Eigenschaften
• Korngröße: Feinere Kornstrukturen bieten eine bessere Ermüdungswiderstandsfähigkeit, und eine korrekte Ausführung des Schmiedeprozesses fördert die Kornverfeinerung
• Einschlussgehalt: Nichtmetallische Einschlüsse können als Spannungskonzentratoren wirken, weshalb die Materialreinheit für belastbare Achskomponenten unerlässlich ist

Für kritische Anwendungen sollte eine Werkstoffprüfung die mechanischen Eigenschaften überprüfen, bevor das Schmieden beginnt. Branchenüblich sind Anforderungen an Streckgrenze, Zugfestigkeit, Dehnung und Kerbschlagzähigkeit sowie eine metallografische Untersuchung zur Bestimmung der Korngröße und des Einschlussgehalts. Diese Qualitätsprüfungen stellen sicher, dass Ihr Rohmaterial die Leistung erbringt, die Ihre Achsen benötigen.

Nachdem Sie das Material ausgewählt und den Vorformling ordnungsgemäß vorbereitet haben, können Sie in die Erwärmungsphase eintreten – bei der präzise Temperaturkontrolle starren Stahl in ein formbares Material umwandelt, das bereit für das Aufstauchen ist.

Schritt 2: Erwärmen des Achsvorformlings auf Schmiedetemperatur

Sie haben Ihren Stahlgütegrad ausgewählt und Ihren Vorrat vorbereitet – jetzt folgt ein Schritt, der Ihren gesamten Stauchschmiedeprozess beeinflussen kann. Das Erwärmen des Achszapfens mag einfach erscheinen, aber das Erreichen des exakten Temperaturfensters bei gleichmäßiger Wärmeverteilung im Werkstück erfordert sowohl technisches Know-how als auch sorgfältige Überwachung. Machen Sie diesen Schritt falsch, riskieren Sie unvollständigen Materialfluss, erhöhten Matrizenverschleiß oder eine beeinträchtigte Kornstruktur in Ihrer fertigen Achse.

Erreichen der optimalen Schmiedetemperatur für Achs-Stahl

Welche Temperatur sollten Sie ansteuern? Die Antwort hängt direkt von Ihrer Werkstoffgüte ab. Laut spezifikationen für die Schmiedung von Kohlenstoffstahl liegt die Schmiedetemperatur typischerweise zwischen 1.000 °C und 1.200 °C (1.800 °F bis 2.200 °F), wobei sich die genauen Zielwerte je nach Kohlenstoffgehalt und Legierungselementen unterscheiden.

So unterscheiden sich gängige Achsmaterialien hinsichtlich ihrer Temperaturanforderungen:

• Kohlenstoffarme und -mittlere Stähle (1045, 1040): Diese Sorten lassen sich optimal zwischen 1.100 °C und 1.200 °C (2.000 °F bis 2.200 °F) schmieden und bieten somit einen relativ breiten Arbeitsbereich
• Kohlenstoffreiche Stähle: Benötigen leicht niedrigere Temperaturen, typischerweise 1.000 °C bis 1.200 °C (1.800 °F bis 2.200 °F), um eine Kornvergröberung und Entkohlung zu vermeiden
• Legierte Stähle (4140, 4340): Werden im Allgemeinen im Bereich von 1.100 °C bis 1.200 °C geschmiedet, wobei bestimmte Legierungselemente Anpassungen der oberen oder unteren Grenzen erfordern können

Warum ist es so wichtig, innerhalb dieses Bereichs zu bleiben? Eine zu geringe Erhitzung führt dazu, dass der Stahl zu starr bleibt, um einen geeigneten Materialfluss während des Stauchvorgangs zu ermöglichen – dies zeigt sich in unvollständig gefüllten Matrizen und möglichen Rissen. Eine Überhitzung schwächt die Korngrenzen des Metalls, verursacht übermäßige Zunderbildung und kann zu einem Zustand führen, der als „Durchbrennen“ bezeichnet wird, bei dem eine Oxidation der Korngrenzen die Integrität des Stahls dauerhaft beschädigt.

Heizmethoden und deren Einfluss auf die Kornstruktur

Zwei Haupterwärmungsmethoden dominieren die Achzumformprozesse: Induktionserwärmung und gasbefeuerte Öfen. Jede Methode bietet je nach Produktionsanforderungen deutliche Vorteile.

Induktionsbeheizung

Stellen Sie sich vor, dass die Wärme direkt im Metall selbst erzeugt wird, anstatt sie von einer externen Quelle zu übertragen. Genau so funktioniert die Induktionserwärmung – ein Wechselstrom, der durch eine umgebende Spule fließt, erzeugt ein Magnetfeld, das elektrische Ströme innerhalb des Stahlblockes induziert und so eine schnelle innere Erwärmung bewirkt. Laut induktionsumformsforschung , erwärmt diese Methode das Metall typischerweise auf Schmiedetemperaturen zwischen 1.100 °C und 1.200 °C (2.010 °F bis 2.190 °F) und weist dabei mehrere entscheidende Vorteile auf:

• Schnellere Aufheizzyklen, die die Produktivität deutlich steigern
• Präzise Temperaturkontrolle, die Überhitzungsschäden verhindert
• Gleichmäßige Erwärmung des gesamten Werkstücks für konsistente Schmiedeteile
• Verminderte Zunderbildung im Vergleich zu Ofenverfahren
• Verbesserte Oberflächenqualität der geschmiedeten Teile
• Größere Energieeffizienz, da die Wärme direkt im Metall erzeugt wird

Bei Querdrückverfahren, bei denen nur das Achselende erwärmt werden muss, zeichnen sich Induktionssysteme durch eine präzise Lokalisierung der Wärme genau dort aus, wo die Verformung stattfinden wird – was Energie spart und Zunderbildung auf Bereichen reduziert, die nicht geschmiedet werden.

Gasbefeuerte Öfen

Traditionelle Gasöfen werden weiterhin häufig zum Chargenweisen Erwärmen von Achsrohlingen eingesetzt, insbesondere wenn gesamte Barren gleichmäßig erwärmt werden müssen oder wenn die Produktionsmengen den Betrieb kontinuierlicher Öfen rechtfertigen. Diese Systeme erwärmen das Metall durch Konvektion und Strahlung von Brennerflammen und heißen Ofenwänden. Obwohl die Aufheizraten langsamer sind als bei Induktion, bieten Gasöfen geringere Investitionskosten und funktionieren effektiv bei größeren Werkstücken, bei denen die Dimensionierung von Induktionsspulen unpraktisch wird.

Elektrische Schmiedeöfen stellen eine weitere Alternative dar und ermöglichen einen saubereren Betrieb sowie eine präzise Temperaturregelung, wobei die Betriebskosten je nach lokalen Energiepreisen höher ausfallen können.

Best Practices für Temperaturüberwachung und -steuerung

Woran erkennen Sie, wann Ihr Achszapfen die richtige Schmiedetemperatur erreicht hat? Erfahrene Bediener können die ungefähre Temperatur anhand der Farbe des Stahls beurteilen – ein helles Kirschrot deutet auf etwa 850 °C hin, während gelb-orange auf Temperaturen nahe 1.100 °C hindeutet. Die visuelle Beurteilung allein reicht jedoch nicht aus, um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.

Moderne Stauchschmiedeprozesse setzen auf Messtechnik für eine präzise Steuerung:

• Optische Pyrometer: Berührungslose Temperaturmessung, ideal zur Überwachung der Werkstücktemperatur beim Austritt aus dem Ofen oder während der Induktionswärmung
• Thermoelemente: Direkte Kontaktmessung, verwendet in Ofenregelungssystemen und zur Kalibrierungsüberprüfung
• Infrarotkameras: Liefern eine thermische Abbildung der Werkstückoberfläche und identifizieren kalte Stellen oder überhitze Bereiche, bevor das Schmieden beginnt

Die Aufheizdauer hängt vom Durchmesser des Ausgangsmaterials ab. Größere Durchmesser erfordern längere Durchwärmzeiten, um sicherzustellen, dass der Kern die Schmiedetemperatur erreicht – ein Stab mit 100 mm Durchmesser benötigt erheblich mehr Zeit als ein Stab mit 50 mm, um eine gleichmäßige Erwärmung über die gesamte Querschnittshöhe zu gewährleisten. Eine zu schnelle Erwärmung führt zu einer Temperaturgradientenbildung, bei der die Oberfläche zwar richtig erhitzt ist, der Kern jedoch zu kalt für einen optimalen Umformvorgang beim Querwalzen bleibt.

Eine gleichmäßige Wärmeverteilung beeinflusst direkt die Qualität der Endachse. Temperaturschwankungen im erhitzten Bereich verursachen während des Querwalzens einen ungleichmäßigen Materialfluss, was zu asymmetrischen Flanschen, inneren Hohlräumen oder Falten führen kann, wo sich das Metall überwirft. Ziel ist es, die gesamte Umformzone vor dem Wechsel zur Schmiedepresse auf ±20 °C der Zieltemperatur gleichmäßig aufzuheizen.

Wenn Ihr Achszapfen gleichmäßig auf die optimale Schmiedetemperatur erhitzt ist, besteht der nächste kritische Schritt darin, dieses Werkstück präzise in ordnungsgemäß vorbereiteten Gesenkformen zu positionieren – eine Vorbereitungsphase, die darüber entscheidet, ob Ihr Aufweitvorgang die exakte Flanschgeometrie erzeugt, die Ihre Anwendung erfordert.

Schritt 3: Einrichten der Gesenkformen und Positionieren des Werkstücks

Ihr Achszapfen ist auf die perfekte Temperatur erhitzt und leuchtet mit dem charakteristischen orangeroten Farbton. Doch bevor sich das Metall verformt, steht eine Phase an, die professionelle Achsenfertigung von inkonsistenten Ergebnissen trennt: die Einrichtung der Gesenkformen und die Positionierung des Werkstücks. Stellen Sie sich diese Phase als Bühnenvorbereitung vor einer Aufführung vor – jedes Element muss exakt angeordnet sein, sonst leidet die gesamte Produktion. Selbst erfahrene Bediener wissen, dass eine korrekte Schmiedegesenkeinrichtung direkt darüber entscheidet, ob der Aufweitvorgang dimensionell genaue Flansche oder Ausschussmaterial erzeugt.

Gesenkauslegungsüberlegungen für Achsflansche und Achsenden

Was unterscheidet Schmiedewerkzeuge für Achsen von universellen Stauchwerkzeugen? Die Antwort liegt in der einzigartigen Geometrie, die diese Bauteile erfordern. Achsenden benötigen spezifische Flanschprofile, Montageflächen und Verbindungselemente, die bereits während eines einzigen Stauchhubs – oder maximal einer genau gesteuerten Abfolge von Hüben – vollständig geformt werden müssen. Die Werkzeuge müssen so konstruiert sein, dass sie den Materialfluss exakt dorthin lenken, wo er benötigt wird, und gleichzeitig Fehler wie Kaltverschweißungen oder unvollständige Formfüllung verhindern.

Nach forschung zum Schmiedeprozess , ist Präzision bei der Werkzeugkonstruktion von größter Bedeutung, da sie direkt Form, Abmessungen und Eigenschaften des geschmiedeten Teils beeinflusst. Ingenieure verwenden fortschrittliche CAD-Software, um präzise 3D-Modelle des Werkzeugs zu erstellen, wodurch sichergestellt wird, dass jede Kontur und Oberfläche für den Schmiedevorgang optimiert ist.

Die Werkzeuggeometrie variiert je nach Achsentyp erheblich:

• Antriebsachswerkzeuge: Weisen tiefere Hohlräume auf, um größere Flanschdurchmesser und dickere Querschnitte zu ermöglichen, die für die Drehmomentübertragung erforderlich sind
• Lenkachswerkzeuge: Bevorzugung der Maßgenauigkeit mit engeren Toleranzen zur korrekten Ausrichtung der Fahrwerkgeometrie
• Anhängerachsen-Schmiedewerkzeuge: Oftmals weisen einfachere Flanschprofile auf, müssen jedoch die konsistente Hochlaufproduktion bewältigen, die diese Anwendungen erfordern

Die Werkstoffauswahl für die Schmiedewerkzeuge ist ebenso entscheidend. Werkzeugstähle wie H13 und D2 werden häufig verwendet, da sie ausgezeichnete Härte, Zähigkeit und Wärmebeständigkeit bieten. Diese Werkstoffe müssen den extremen Drücken und Temperaturen wiederholter Schmiedezyklen standhalten, ohne an Maßgenauigkeit zu verlieren. Auch die Oberflächenbeschaffenheit des Schmiedehohlraums ist wichtig – glattere Oberflächen fördern einen besseren Materialfluss und verringern die Reibung, während sie gleichzeitig geschmiedete Teile mit überlegener Oberflächenqualität erzeugen.

Richtige Werkstückhalte- und Ausrichtungstechniken

Klingt kompliziert? Hier ist der Kerngedanke: Beim Stauchen wird nur ein Teil des Achszapfens verformt, während der Rest absolut festgehalten werden muss. Der Haltemechanismus – typischerweise in die Matrize integriert – klemmt den nicht erhitzten Bereich des Werkstücks fest, während das beheizte Ende einer Druckbelastung unterzogen wird.

Bei der Positionierung des Achszapfens wird die Ausrichtung entscheidend. Selbst eine geringfügige Fehlausrichtung zwischen der Werkstückachse und der Mittellinie des Matrizenhohlraums führt zu asymmetrischem Materialfluss. Die Folge? Flansche, die auf einer Seite dicker sind, exzentrisch liegende Befestigungslöcher oder innere Spannungsanreicherungen, die die Ermüdungsfestigkeit beeinträchtigen. Ihnen wird auffallen, dass erfahrene Bediener viel Zeit darauf verwenden, die Ausrichtung zu überprüfen, bevor sie den Stauchhub einleiten.

Zu den kritischen Positionierungsfaktoren gehören:

• Achsparallele Ausrichtung: Die Mittellinie des Werkstücks muss genau mit der Mittellinie des Matrizenhohlraums übereinstimmen, um einen symmetrischen Materialfluss während des Stauchens sicherzustellen
• Einführtiefe: Der beheizte Bereich muss die korrekte Länge über die Greifbacken hinausreichen – zu wenig Material, und die Flanschformung ist unvollständig; zu viel Material, und es kann zu Knickbildung kommen
• Rotationsorientierung: Bei Achsen mit nicht symmetrischen Merkmalen stellt die richtige rotationsmäßige Positionierung sicher, dass Montagelöcher und Schlüsselrillen mit den Anforderungen der abschließenden Bearbeitung ausgerichtet sind
• Greifdruck: Ausreichende Spannkraft verhindert Werkstückbewegungen während des Schmiedevorgangs, ohne Markierungen oder Verformungen im eingespannten Bereich zu hinterlassen

Die Vorwärmung der Werkzeuge verdient besondere Aufmerksamkeit bei Aufstauchoperationen von Achsen. Kalte Werkzeuge entziehen der Werkstückoberfläche schnell Wärme, was zu Temperaturgradienten führt, die wiederum eine ungleichmäßige Verformung und mögliche Oberflächenrissbildung verursachen können. Das Vorwärmen der Werkzeuge auf 150–300 °C (300–570 °F) vor Produktionsbeginn verringert thermische Schocks und fördert einen gleichmäßigen Materialfluss während jedes Schmiededurchlaufs.

Werkzeugwartung für konstante Achsqualität

Stellen Sie sich vor, wie Hunderte von Achszapfen durch Ihren Gesenkschmiedeprozess laufen. Jeder Zyklus belastet die Gesenkformen mit enormen mechanischen und thermischen Spannungen. Ohne geeignete Wartungsprotokolle verschlechtert sich die Werkzeugqualität schrittweise – Toleranzen weichen ab, die Oberflächenqualität nimmt ab, und letztendlich werden die Fehler unannehmbar.

Nach forschung zur Herstellung , sorgen eine geeignete Werkstoffauswahl und -behandlung dafür, dass die Formen den Beanspruchungen des Schmiedeprozesses standhalten können, während sie über längere Produktionszeiten hinweg die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität beibehalten. Oberflächenbehandlungen und Beschichtungen können angewendet werden, um die Lebensdauer der Werkzeuge zu verlängern und die Qualität der geschmiedeten Teile zu verbessern.

Was umfasst ein wirksames Matrizenwartungsprogramm? Regelmäßige Inspektion zwischen Produktionsläufen erkennt Verschleißmuster, bevor sie die Teilequalität beeinträchtigen. Achten Sie auf Erosion in hochbelasteten Bereichen, Wärmerisse (feine Oberflächenrisse durch thermische Wechselbelastung) und jeglichen Ablagerungen von Zunder oder Oxid, die auf geschmiedete Oberflächen übertragen werden könnten. Polieren Sie abgenutzte Oberflächen und tragen Sie vor jeder Schicht neue Schmierung auf, um konsistente Reibungsbedingungen aufrechtzuerhalten.

Bevor Sie eine Aufwärtsverformung an Achskomponenten beginnen, schließen Sie diese Einrichtungs-Verifizierungs-Checkliste ab:

• Sichtprüfung der Matrize: Prüfen Sie auf Risse, Erosion oder Beschädigungen, die die Teilgeometrie beeinträchtigen oder zu einem katastrophalen Ausfall führen könnten
• Überprüfung der Matrizentemperatur: Bestätigen Sie, dass das Vorwärmen die Matrizen mithilfe von Oberflächenthermometern oder Wärmebildverfahren auf den vorgeschriebenen Temperaturbereich gebracht hat
• Bestätigung der Ausrichtung: Überprüfen Sie, ob sich die Matrizenhälften zentrisch schließen und ob die Greifflächen korrekt mit dem Schmiedehohlraum ausgerichtet sind
• Schmierungsauftrag: Tragen Sie ein geeignetes Umformtrennmittel auf, um die Reibung zu verringern und den Werkstofffluss zu fördern, während gleichzeitig die Anhaftung des Werkstücks verhindert wird
• Hub-Einstellung: Stellen Sie die Hublänge der Presse so ein, dass das erforderliche Stauchverhältnis erreicht wird, ohne das Werkstück übermäßig zu komprimieren
• Sicherheitssperren: Prüfen Sie, ob alle Schutzeinrichtungen angebracht sind und die Notstoppeinrichtungen ordnungsgemäß funktionieren, bevor die Produktion beginnt
• Bewertung des Prüfstücks: Führen Sie eine Probeforge durch, um die Einrichtung zu überprüfen, bevor die Serienproduktion startet – prüfen Sie Abmessungen und Oberflächenqualität gemäß Spezifikation

Mit korrekt installierten, vorgewärmten und geprüften Gesenkwerkzeugen sowie dem genau positionierten beheizten Achszylinder ist alles vorbereitet für den Kern des gesamten Prozesses: die Durchführung der Stauchumformung, bei der Ihr zylindrischer Ausgangswerkstoff in ein robustes Achsende mit der exakten Flanschgeometrie umgeformt wird, die Ihre Anwendung erfordert.

Schritt 4 Ausführung der Stauchumformung

Dies ist der Moment, auf den alles hingeführt hat. Ihr Material ist ausgewählt und vorbereitet, Ihr Achszapfenrohling ist auf die genaue Temperatur erhitzt, und Ihre Werkzeuge sind positioniert und überprüft. Nun folgt das Herzstück des Achzschmiedeprozesses – die eigentliche Metallverdickungstechnik, die einen einfachen zylindrischen Stab in ein robustes Achsende mit der exakten Flanschgeometrie verwandelt, die Ihre Anwendung erfordert. Wenn Sie diesen Schritt richtig ausführen, erzeugen Sie Achsen, die länger halten als die Konkurrenz. Wenn Sie danebenliegen, stehen Sie vor Ausschuss und verschwendeten Ressourcen.

Durchführung des Verdickungsstreichs für optimale Materialfluss

Was passiert eigentlich, wenn das Aufsetzwerkzeug auf Ihren erhitzten Achszapfenrohling trifft? Laut Der Fertigungsforschung der Open University wird ein Aufsetzwerkzeug oder Stempel senkrecht zur Querschnittsfläche des in einer Form eingespannten Stabes positioniert. Unter Druck wird die Länge des Stabes verkürzt und der Durchmesser vergrößert – das ist die Grundidee der Verdickung.

Stellen Sie sich vor, Sie drücken eine Zahnpastatube am Ende, während Sie die Öffnung blockieren. Das Material kann nur nach außen weichen. Bei der Querpressschmiedung wird diese „äußere“ Bewegung exakt durch den Gesenkraum gesteuert, wodurch das erhitzte Metall gezwungen wird, in die genaue Form Ihrer Achsscheibe oder Befestigungsfläche zu fließen.

Die Funktionsweise sieht folgendermaßen aus: Eine axial angebrachte Druckkraft verursacht eine plastische Verformung des erhitzten Metalls. Da das Material einerseits durch die Spannbacken und andererseits durch das Aufsetzwerkzeug begrenzt ist, dehnt es sich radial in den Gesenkraum aus. Das Ergebnis ist eine erhebliche Vergrößerung der Querschnittsfläche an der Aufsetzstelle – genau das, was Achsenden für eine ordnungsgemäße Flanschbildung benötigen.

Hier ist die schrittweise Abfolge zur erfolgreichen Durchführung eines Aufsetzvorgangs:

1. Erster Kontakt: Das Aufsetzwerkzeug fährt vor, bis es vollständigen Kontakt mit der erhitzten Stirnseite des Achsrohlings erreicht – stellen Sie sicher, dass der Kontakt über die gesamte Oberfläche gleichmäßig ist
2. Beginn der Kompression: Geben Sie die Schmiedepressung schrittweise auf, um die Materialverlagerung zu beginnen, und überwachen Sie Anzeichen von Beulen oder Fehlausrichtung
3. Materialflussphase: Mit zunehmendem Druck beginnt das erhitzte Metall sich radial nach außen zu bewegen und füllt den Formhohlraum kontinuierlich von der Mitte zur Peripherie
4. Vollständige Hohlraumfüllung: Setzen Sie den Hub fort, bis das Material den Formhohlraum vollständig ausfüllt, einschließlich aller Flanschdetails, Montageflächen oder Verbindungselemente
5. Haltephase: Halten Sie den Druck kurzzeitig am vollen Hub aufrecht, um eine vollständige Formfüllung sicherzustellen und verbleibende Materialbewegungen stabilisieren zu lassen
6. Rückzug: Ziehen Sie das Aufkopfwerkzeug gleichmäßig zurück, um Oberflächenrisse oder Verformungen des frisch geformten Achsendes zu vermeiden

Bei komplexen Achsgeometrien muss diese Abfolge möglicherweise durch mehrere Matrizen wiederholt werden. Wie in schmiedeprozessdokumentation , ist es nicht ungewöhnlich, mehrere Aufwärtsverformungen an einem Werkzeugsatz durchzuführen, um den Stab schrittweise in die gewünschte Form zu bringen.

Druck- und Geschwindigkeitsregelung während der Verformung

Wie viel Kraft benötigt Ihr Aufwärtsstauchverfahren tatsächlich? Die Antwort hängt von mehreren miteinander verbundenen Faktoren ab: Werkstoffgüte, Werkstücktemperatur, zu formende Querschnittsfläche und das angestrebte Aufwärtsverhältnis. Die Maschinengrößen variieren stark – gemäß Herstellungsvorgaben von 75 Tonnen für einen 25-mm-Stab bis hin zu 1.250 Tonnen für einen 125-mm-Stab.

Die Regelung des Schmiededrucks wird besonders bei Achsanwendungen kritisch, bei denen die Maßhaltigkeit wichtig ist. Zu geringer Druck führt zu unvollständigem Ausfüllen der Form – beispielsweise zu Flanschen, die nicht den vollen Durchmesser erreichen, oder Montageflächen mit Hohlräumen. Zu hoher Druck birgt das Risiko einer übermäßigen Gratbildung, von Werkzeugbeschädigungen oder einer Materialverlagerung in Bereiche, in die es nicht fließen sollte.

Die Geschwindigkeitsbetrachtung gliedert sich in zwei Kategorien:

• Annäherungsgeschwindigkeit: Wie schnell das Kopfwerkzeug vorrückt, bevor es mit dem Werkstück in Kontakt kommt – typischerweise schneller, um Wärmeverluste zu minimieren, aber langsam genug, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung zu überprüfen
• Schmiedegeschwindigkeit: Die Kompressionsrate während der eigentlichen Materialverformung – diese muss gesteuert werden, um einen geeigneten Metallfluss zu ermöglichen, ohne turbulente Materialbewegungen zu erzeugen, die innere Fehler verursachen

Die Produktionsraten beim Stauchschmieden liegen typischerweise zwischen 80 und 150 Stück pro Stunde gemäß Branchendaten. Nach jedem Schmiedevorgang wird das Bauteil heiß vom Ende des Balkens abgetrennt und im Heizsystem ersetzt, um den nächsten Abschnitt erneut aufzuheizen. Mehrere Balken können gleichzeitig zum Erhalten des Produktionsablaufs nachgeheizt werden.

Herstellung von Achsflanschen und Endbearbeitungen

Das Stauchverhältnis – die Beziehung zwischen dem ursprünglichen Balkendurchmesser und dem endgültigen Stauchdurchmesser – bestimmt direkt, welche Geometrien an den Achsenden erreichbar sind. Hier wird das Verständnis der physikalischen Grundlagen entscheidend für die Herstellung qualitativ hochwertiger Achsflansche.

Nach stauchschmiede-Designprinzipien , darf die Länge des nicht abgestützten Metalls, das in einem Hub ohne Gefahr einer erheblichen Knickung verformt werden kann, nicht mehr als das Dreifache des Stabdurchmessers betragen. In der Praxis wird dieser Wert üblicherweise auf unter das 2,5-Fache des Durchmessers begrenzt. Wenn diese nicht abgestützte Länge das Dreifache des Stabdurchmessers nicht überschreitet, beträgt die maximal erzielbare Querschnittsvergrößerung in einem einzigen Hub das 1,5-Fache des Stabdurchmessers – obwohl in der Produktion meist ein konservativerer Faktor von 1,4-Fach verwendet wird.

Was bedeutet dies für Ihre Achsenfertigung? Wenn Sie mit einem Material mit 50 mm Durchmesser arbeiten und einen Flansch mit 80 mm Durchmesser formen müssen, ergibt sich ein Aufwulstverhältnis von 1,6:1 – dies ist in einem einzigen Hub erreichbar, sofern Ihre nicht abgestützte Länge innerhalb der 2,5d-Vorgabe bleibt. Benötigen Sie einen größeren Flansch, sind entweder mehrere Aufwulstvorgänge oder spezielle Techniken erforderlich.

Für Achsflansche, die größere Aufwulstraten erfordern, können längere Aufwulstlängen als 3d gebildet werden, dies erfordert jedoch eine Ausnehmung im Kopfwerkzeug. Die Ausnehmung muss konisch gestaltet sein, um das Herausziehen des Kopfwerkzeugs nach Abschluss des Aufwulstvorgangs zu ermöglichen.

Kritische Parameter für eine erfolgreiche Achsflanschherstellung sind:

• Berechnung der Aufwulstrate: Erforderliche Rate basierend auf dem endgültigen Flanschdurchmesser im Vergleich zum Ausgangsstockdurchmesser bestimmen – mehrere Arbeitsgänge planen, wenn die Grenzen eines einzigen Hubes überschritten werden
• Steuerung der nicht abgestützten Länge: Heiße Zone messen und sicherstellen, dass der Bereich außerhalb der Greifbacken maximal 2,5d beträgt, um Knicken zu vermeiden
• Gestaltung des Gesenkraums: Sicherstellen, dass die Geometrie des Gesenkraums das Volumen des verdrängten Materials aufnimmt und angemessene Entformungswinkel für das Auswerfen des Teils vorsieht
• Anschnittzugabe: Gezielte Bildung von Anschnitt an Trennebenen planen, anstatt anschnittfreie Schmiedeteile anzustreben, was das Risiko einer unvollständigen Formfüllung birgt
• Temperaturhaltung: Arbeiten Sie schnell, um den Stauchvorgang abzuschließen, während das Material sich noch in der optimalen Schmiedetemperatur befindet – Wärmeverluste bei längeren Zyklen führen zu unvollständigem Füllen und Oberflächenfehlern

Das Elektrostauchen bietet eine alternative Methode für Achsen, die außergewöhnlich große Aufstauchabschnitte erfordern. Dabei wird das Werkstück zwischen Elektroden eingespannt und gegen eine Ambosselektrode gedrückt. Elektrischer Strom durchläuft das Stabende und erwärmt es durch Widerstandserwärmung, während gleichzeitig der Hydraulikzylinder den Stab durch die Elektroden voranschiebt und so das Stauchen bewirkt. Diese Methode ist effizienter, da nur die erforderliche Stablänge erhitzt wird, und ermöglicht größere Aufstauchquerschnitte als herkömmliche Verfahren.

Der entscheidende Erfolgsfaktor beim Stauchschmieden ist die Einhaltung des Verhältnisses zwischen der nicht gestützten Länge und dem Stabdurchmesser – überschreitet man das 2,5-Fache des Durchmessers ohne angemessene Matrizenstütze, kommt es unweigerlich zu Knickung, unabhängig davon, wie präzise alle anderen Parameter gesteuert werden.

Nachdem das Achsende nun in die erforderliche Flanschgeometrie geformt wurde, bedarf das geschmiedete Halbzeug einer sorgfältigen Nachbearbeitung, um die endgültigen mechanischen Eigenschaften und Maßvorgaben zu erreichen. Die nächste Phase umfasst Wärmebehandlungsverfahren und Bearbeitungsschritte, die Ihre rohgeschmiedete Achse in ein fertiges Bauteil verwandeln, das betriebsbereit ist.

Schritt 5 Wärmebehandlung und Endbearbeitung

Ihr Stauchschmiedevorgang ist abgeschlossen, und Sie halten nun ein Rohschmiedestück einer Achse mit der von Ihnen konstruierten Flanschgeometrie in Händen. Doch die Realität sieht so aus: Dieses Rohteil ist noch nicht einsatzbereit. Der Wärmebehandlungsprozess nach dem Schmieden sowie die anschließenden spanenden Nachbearbeitungsschritte verwandeln Ihr vorgeformtes Metallteil in ein fertiges Bauteil mit den präzisen mechanischen Eigenschaften und Maßhaltigkeiten, die Ihre Anwendung erfordert. Wenn Sie diese Schritte überspringen oder verkürzen, wird selbst eine perfekt geschmiedete Achse entweder unterdurchschnittlich abschneiden oder vorzeitig versagen.

Wärmebehandlungsabläufe zur Optimierung der Achsfestigkeit

Warum benötigt eine geschmiedete Achse überhaupt eine Wärmebehandlung? Während des Aufsetzschmiedevorgangs wurde der Stahl extremen Temperaturen ausgesetzt und erfuhr erhebliche plastische Verformungen. Zwar verfeinert dies die Kornstruktur auf vorteilhafte Weise, es entstehen jedoch auch Eigenspannungen, und die Mikrostruktur kann sich in einem für die Traglastbeanspruchung ungeeigneten Zustand befinden. Der Wärmebehandlungsprozess für Achsen setzt im Wesentlichen die innere Struktur des Metalls zurück und optimiert sie.

Auf die meisten Anwendungen von geschmiedeten Achsen kommen drei primäre Wärmebehandlungsverfahren zur Anwendung:

• Normalisieren: Die Achse wird über ihre kritische Temperatur erhitzt (typischerweise 850–900 °C für mittelkohlenstoffhaltige Stähle) und anschließend an der Luft abgekühlt. Dieser Prozess mindert die inneren Spannungen aus dem Schmiedevorgang, verfeinert die Korngröße und erzeugt eine gleichmäßige Mikrostruktur im gesamten Bauteil. Für Achsen dient das Normalisieren häufig als Vorbereitungsschritt vor weiteren Wärmebehandlungen.
• Abschrecken: Die schnelle Abkühlung von erhöhter Temperatur—üblicherweise durch Eintauchen in Öl oder Wasser—verwandelt die Gefügestruktur des Stahls in Martensit, wodurch Härte und Festigkeit stark zunehmen. Gehärteter Stahl ist jedoch oft zu spröde für Achsanwendungen, wenn er nicht anschließend angelassen wird.
• Anlassen: Nach dem Härten wird die Welle auf eine Zwischentemperatur (typischerweise 400–650 °C, abhängig von den gewünschten Eigenschaften) erneut erwärmt und für einen bestimmten Zeitraum gehalten. Dadurch wird die Sprödigkeit verringert, während ein Großteil der beim Härten erreichten Härte erhalten bleibt. Die Anlasstemperatur steuert direkt das endgültige Verhältnis zwischen Festigkeit und Zähigkeit.

Die spezifische Wärmebehandlungsprozesssequenz für die Achse hängt von Ihrer Stahlsorte und den Leistungsanforderungen ab. Hochleistungs-Antriebsachsen aus 4340-Stahl durchlaufen typischerweise einen vollständigen Abschreck- und Anlaszyklus, um maximale Ermüdungsfestigkeit zu erreichen. Für Anhängerachsen aus 1045-Stahl ist möglicherweise lediglich eine Normalglühung erforderlich, um die weniger strengen Spezifikationen zu erfüllen. Die Empfehlungen Ihres Werkstofflieferanten sowie Industriestandards wie ASTM A29 geben Hinweise für die Anforderungen an bestimmte Sorten.

Bearbeitungszugaben und Oberflächenqualitätsanforderungen

An dieser Stelle beginnt die präzise Fertigung tatsächlich. Ihr geschmiedeter Achsrohling enthält absichtlich zusätzliches Material – die Bearbeitungszugabe –, das während der Endbearbeitung entfernt wird, um die endgültigen Abmessungen zu erreichen. Doch wie viel zusätzliches Material ist angemessen?

Laut Forschung zur Bearbeitungsgenauigkeit wird es schwierig, verbleibende Form- und Lagefehler sowie Oberflächenfehler aus vorhergehenden Bearbeitungsschritten zu beseitigen, wenn der Bearbeitungszugabe zu gering ist. Umgekehrt führt eine zu große Zugabe nicht nur zu einer höheren Belastung bei der mechanischen Bearbeitung, sondern auch zu einem höheren Verbrauch an Material, Werkzeugen und Energie.

Für die Nachbearbeitung von geschmiedeten Achsen gelten typische Bearbeitungszugaben nach folgenden Richtlinien:

Die Untersuchung betont weiterhin, dass Wärme, die bei der Abtragung großer Bearbeitungszugaben entsteht, eine Verformung der Teile verursachen kann, was die Bearbeitung erschwert und die Produktqualität negativ beeinflusst. Dies ist besonders relevant für Achsen, bei denen Konzentrizität und Geradheit entscheidend sind – eine übermäßige Materialabtragung erzeugt Wärme, die dimensionsbezogene Fehler verursachen kann, die schwer zu korrigieren sind.

Die CNC-Bearbeitung ist für die Nachbearbeitung von Achskomponenten nach dem Schmieden unverzichtbar geworden. Laut CNC-Achsenbearbeitungsforschung wird der globale Markt für CNC-Bearbeitung bis 2025 voraussichtlich eine Größenordnung von 100 Milliarden USD erreichen, angetrieben durch die steigende Nachfrage nach Genauigkeit und Effizienz in den Automobil- und Luftfahrtindustrien. Speziell für Achsen ermöglichen CNC-Dreh- und Schleifoperationen eine Maßgenauigkeit, die manuelle Methoden einfach nicht konstant erreichen können.

Verbindung von Querdruck-Schmieden mit nachgelagerten Prozessen

Wie sieht der komplette Workflow von dem geschmiedeten Rohling bis zum fertigen Achsgehäuse aus? Das Verständnis dieses Ablaufs hilft Ihnen dabei, die Produktionsplanung, Qualitätskontrollpunkte und Ressourcenzuweisung effektiv zu planen.

Die typischen Schritte nach dem Schmieden erfolgen in dieser Reihenfolge:

• Gratentfernung: Überschüssiges Material an den Trennflächen unmittelbar nach dem Schmieden entfernen, während der Rohling noch warm ist
• Geregelte Abkühlung: Das Schmiedeteil kontrolliert abkühlen lassen, um thermische Spannungen zu vermeiden und innere Spannungen zu minimieren
• Normalglühen (falls erforderlich): Erste Wärmebehandlung zur Feinung des Korngefüges und zur Entlastung von Schmiedespannungen
• Vorformbearbeitung: Entfernung von Zunder und größeren Mengen überschüssigen Materials, Herstellung von Bezugsoberflächen für nachfolgende Arbeitsschritte
• Abschrecken und Anlassen: Primärer verstärkender Wärmebehandlungszyklus
• Vorferfertigung: Nahezu endgültige Abmessungen nach Verzug durch Wärmebehandlung erreichen
• Endbearbeitung: Letzte Drehoperationen, um die vorgegebenen Toleranzen zu erreichen
• Schleifen: Präzisionsendbearbeitung für Lagerflächen, Verzahnungen und andere kritische Merkmale
• Oberflächenbehandlung (falls erforderlich): Kugelstrahlen zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit, Beschichtung oder Galvanik
• Endkontrolle: Überprüfung der Maße, Beurteilung der Oberflächenqualität und Bestätigung der mechanischen Eigenschaften

Die Reihenfolge ist wichtig, da die Wärmebehandlung dimensionsmäßige Änderungen verursacht – manchmal erhebliche. Die Bearbeitung auf Endmaß vor der Wärmebehandlung bedeutet, dass sich diese Maße beim Abschrecken und Anlassen verändern. Deshalb erfolgt die Vorbearbeitung in der Regel vor dem Härten, gefolgt von der Endbearbeitung, um die endgültigen Spezifikationen zu erreichen.

CNC-Achsbearbeitungskapazitäten erweisen sich als besonders wertvoll, um die engen Toleranzen zu erreichen, die Achsanwendungen erfordern. Moderne CNC-Drehmaschinen und Schleifmaschinen halten die Maßgenauigkeit über die gesamte Produktion hinweg im Mikrometerbereich ein und stellen sicher, dass jede Achse, die Ihr Werk verlässt, den Spezifikationen entspricht. Die Wiederholgenauigkeit von CNC-Prozessen ermöglicht zudem eine gleichbleibende Qualität, die manuelle Methoden bei Großserienproduktion kaum erreichen können.

Nach Abschluss der Wärmebehandlung und der maschinellen Bearbeitung Ihrer Achse auf Endmaße bleibt nur noch eine kritische Phase, bevor Ihre Komponente betriebsbereit ist – die Überprüfung, ob alles, was Sie durchgeführt haben, tatsächlich die gewünschte Qualität erbracht hat. Der nächste Schritt behandelt Prüfmethoden und Strategien zur Vermeidung von Fehlern, die Ihren Ruf und die Sicherheit Ihrer Kunden schützen.

Schritt 6 Qualitätskontrolle und Fehlervermeidung

Ihre Achse wurde geschmiedet, wärmebehandelt und präzise bearbeitet. Doch hier ist die entscheidende Frage: Woher wissen Sie, dass sie tatsächlich unter den anspruchsvollen Bedingungen Ihrer Anwendung zuverlässig funktioniert? Qualitätskontrolle ist nicht einfach nur eine letzte Kontrolle vor dem Versand. Effektive Qualitätskontrollen für Achsen umfassen den gesamten Spannschmiedeprozess und erkennen potenzielle Probleme, bevor sie zu kostspieligen Ausfällen vor Ort führen. Schmiedefehler, die heute die Inspektion überstehen, werden morgen zu Garantieansprüchen und Sicherheitsvorfällen.

Kritische Prüfpunkte während der Achsenproduktion

Wann sollten Sie prüfen, und wonach sollten Sie suchen? Laut schmiedequalitätsforschung ist die Qualitätskontrolle während des gesamten Schmiedeprozesses von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass jeder Arbeitsschritt zur Herstellung eines zuverlässigen und hochwertigen Endprodukts beiträgt. Effektive Programme legen statt auf reine Endprüfungen Kontrollpunkte in mehreren Stadien fest.

Stellen Sie sich Prüfpunkte als Tore vor, die das Material durchlaufen muss, bevor es weiterverarbeitet wird. Jedes Tor erfasst bestimmte Fehlerarten, die später schwerer oder gar nicht mehr erkennbar wären. So ist die Prüfung bei der Querdruckforgung in die Achselproduktion integriert:

• Überprüfung der eingehenden Materialien: Bestätigen Sie die Stahlsortenzertifizierungen, prüfen Sie die Maßvorgaben und untersuchen Sie die Oberflächen der Rohlinge auf bereits vorhandene Fehler, bevor die Verarbeitung beginnt
• Prüfung nach dem Erhitzen: Überprüfen Sie die gleichmäßige Temperaturverteilung und die korrekte Farbgebung, bevor das Material zur Schmiedepresse übergeben wird
• Fertigungsintegrierte Überwachung: Beobachten Sie den Materialfluss während der Aufwärtsverformung und achten Sie auf Anzeichen von Knicken, asymmetrischer Verformung oder unvollständiger Formfüllung
• Sichtprüfung nach dem Schmieden: Untersuchen Sie die Rohschmiedeteile auf Oberflächenfehler, Grateigenschaften und grobe Maßhaltigkeit, solange diese noch warm sind
• Überprüfung nach der Wärmebehandlung: Bestätigen Sie, dass die Härtewerte den Vorgaben entsprechen, und prüfen Sie auf Verzug infolge der Wärmebehandlung
• Endabnahmeprüfung: Umfassende Messung aller kritischen Merkmale gemäß Zeichnungstoleranzen
• Bewertung der Oberflächenqualität: Detaillierte Prüfung auf Risse, Lunker oder andere Oberflächenunregelmäßigkeiten

Nach forschung zur zerstörungsfreien Prüfung bei der Achsinspektion wurden Testprotokolle für die Durchführung von Inspektionen an kritischen Stellen erarbeitet, um eine schnelle Erkennung von Rissen und anderen Fehlern an Achsen zu ermöglichen. Dieser Ansatz – gezielte Inspektion an standorten mit hohem Risiko – gilt insbesondere für durch Aufstauchen geschmiedete Achskomponenten, bei denen Spannungskonzentrationen an Flanschübergängen und Montageflächen auftreten.

Erkennen und Vermeiden häufiger Fehler beim Aufstauchschmieden

Welche spezifischen Schmiedefehler gefährden die Achsqualität und wie entstehen sie? Das Verständnis der Entstehungsursachen hilft dabei, Fehler zu verhindern, bevor sie auftreten, anstatt Teile erst nach Schadenseintritt auszusortieren.

Laut Qualitätskontrollforschung können innere Fehler die Integrität von geschmiedeten Metallen beeinträchtigen, und ihre Vermeidung erfordert hochwertige Materialien, präzise Temperaturkontrolle sowie effektive Misch- und Reinigungsverfahren. Für Achsanwendungen stellen innere Risse insbesondere das größte Sicherheitsrisiko dar, da sie bei einer visuellen Inspektion nicht sichtbar sind, sich jedoch unter zyklischer Belastung bis zum Versagen ausbreiten können.

Erkennungsmethoden zur Prüfung von Achsenaufsetzschmiedestücken umfassen sowohl zerstörungsfreie als auch zerstörende Verfahren:

• Ultraschallprüfung: Schallwellen dringen in das Material ein, um innere Fehler zu erkennen. Forschung bestätigt, dass diese Methode Risse an Achsenschaften in Tiefen zwischen 30 und 80 mm erkennt, wodurch sie entscheidend zur Überprüfung der inneren Integrität ist.
• Magnetpulverprüfung: Zeigt Oberflächen- und nahe der Oberfläche liegende Risse, indem das Bauteil magnetisiert wird und ferromagnetische Teilchen aufgebracht werden, die an Unstetigkeitsstellen zusammengehen
• Sichtprüfung: Grundlegende Erstprüfung mithilfe geeigneter Beleuchtung und Vergrößerung, um Oberflächenfehler zu identifizieren
• Härteprüfung: Bestätigt, dass die Wärmebehandlung die erforderlichen mechanischen Eigenschaften im gesamten Bauteil erreicht hat
• Zugversuch: Zerstörende Prüfung an Probekörpern zur Verifizierung, dass die Materialfestigkeit den Spezifikationen entspricht

Maßhaltigkeits-Toleranzen für Achsanwendungen

Über die Fehlererkennung hinaus bestätigt die dimensionsmäßige Verifizierung, dass Ihr Stauchschmiedeprozess die Geometrie erzeugt hat, die Ihre Anwendung erfordert. Achskomponenten erfordern enge Toleranzen – insbesondere bei Lagerflächen, Montageoberflächen und Spline-Geometrien, bei denen Passform und Funktion von präzisen Abmessungen abhängen.

Schmiedequalitätsstandards für Achsanwendungen legen Toleranzen typischerweise basierend auf Merkmalstyp und Funktion fest:

• Flanschdurchmesser: Typischerweise ±1,0 mm im Schmiedezustand, nach der Endbearbeitung auf ±0,1 mm verengt
• Flanschdicke: ±0,5 mm im Schmiedezustand, entscheidend für die Ebenheit der Montagefläche
• Schacht Durchmesser: ±0,5 mm im Schmiedezustand in der Aufstauchzone, nach der Endbearbeitung an die Anforderungen der Lagersitzpassung angepasst
• Konzentrizität: Mittellinie der Welle zur Mittellinie des Flansches innerhalb von 0,5 mm Rundlauffehler (TIR) für Teile im Schmiedezustand
• Gesamtlänge: ±2,0 mm im Schmiedezustand, um Nachbearbeitungszugaben für nachfolgende Bearbeitungsschritte zu berücksichtigen

Die Messmethoden reichen von einfachen Prüfverfahren zur Überprüfung auf der Produktionsfläche bis hin zu Koordinatenmessmaschinen (CMM) für detaillierte Dimensionsanalysen. Die statistische Prozessregelung (SPC) hilft dabei, Trends zu erkennen, bevor Toleranzen überschritten werden, wodurch proaktive Anpassungen statt reaktiver Ausschussbildung ermöglicht werden.

Die effektivsten Qualitätskontrollprogramme für Achsen verhindern Fehler durch Prozesskontrolle, anstatt sie lediglich durch Inspektion zu erkennen. Wenn Sie verstehen, warum Schmiedefehler auftreten, können Sie Parameter anpassen, um die Ursachen zu beseitigen.

Laut branchenspezifischer Dokumentation sollten, falls keine Annahmekriterien festgelegt sind, relevante Industriestandards herangezogen werden, um Annahmegrenzen festzulegen. Für Automobilachsen legen die Qualitätsmanagementanforderungen nach IATF 16949 systematische Ansätze zur Fehlerverhütung und kontinuierlichen Verbesserung fest, die weit über einfache Inspektionsprotokolle hinausgehen.

Mit einer robusten Qualitätskontrolle, die sicherstellt, dass Ihre durch Aufstauchen geschmiedeten Achsen alle Spezifikationen erfüllen, entscheidet eine letzte Überlegung über Ihren langfristigen Erfolg—die Wahl des richtigen Fertigungspartners, der kontinuierlich die von Ihrer Produktion geforderte Qualität, Leistungsfähigkeit und Kapazität liefern kann.

Schritt 7: Zusammenarbeit mit einem qualifizierten Achsenschmiedelieferanten

Sie beherrschen nun die technischen Grundlagen des Aufstauchens für Achsen – von der Werkstoffauswahl bis zur Qualitätskontrolle. Doch hier ist die Realität, mit der viele Hersteller konfrontiert sind: Die konsistente Durchführung dieses Prozesses im großen Maßstab erfordert entweder erhebliche Kapitalinvestitionen oder die richtige Partnerschaft mit einem Achsenschmiedelieferanten. Die Wahl eines falschen Schmiedeherstellers für die Automobilindustrie führt zu Qualitätsunterschieden, verpassten Lieferterminen und Bauteilen, die versagen, wenn Ihre Kunden sie am dringendsten benötigen. Wie bewerten Sie potenzielle Partner daher effektiv?

Zertifizierungsanforderungen für Automobil-Achsenlieferanten

Bei der Bewertung einer Schmiedefirma dienen Zertifizierungen als erste Filterstufe. Sie bestätigen, dass ein Lieferant systematische Qualitätsmanagementsysteme implementiert hat – und diese nicht nur behauptet. Für Anwendungen im Bereich Automobilachsen steht dabei eine Zertifizierung an erster Stelle.

Nach IATF-16949-Zertifizierungsrecherche , dieser weltweit anerkannte Qualitätsmanagementstandard ist speziell für die Automobilindustrie konzipiert und legt Anforderungen an ein Qualitätsmanagementsystem fest, das Unternehmen dabei unterstützt, die Gesamteffizienz ihrer Fertigungsprozesse zu verbessern und die Kundenzufriedenheit zu erhöhen.

Warum ist die IATF-16949-Schmiedezertifizierung so wichtig? Der Standard baut auf den Grundlagen von ISO 9001:2015 auf, ergänzt diese jedoch um automotivspezifische Anforderungen, die die Qualität von Achsen direkt beeinflussen:

• Qualitätsmanagementsystem (QMS): Lieferanten müssen robuste Systeme etablieren und aufrechterhalten, die sich an Kernprinzipien wie Kundenorientierung, kontinuierliche Verbesserung und entscheidungsbezogene Maßnahmen auf Basis von Nachweisen orientieren
• Planung und Risikoanalyse: Organisationen müssen potenzielle Risiken in verschiedenen Fertigungsstufen identifizieren und bewerten sowie Maßnahmen zur Minderung dieser Risiken implementieren – entscheidend für sicherheitsrelevante Achskomponenten
• Prozessmanagement: Ein prozessorientierter Ansatz mit dokumentierten Verfahren, regelmäßiger Überwachung und gemessener Effektivität gewährleistet konsistente Schmiederergebnisse
• Produktgestaltung und Entwicklung: Robuste Entwicklungsprozesse, die Kundenanforderungen, Sicherheitsvorschriften und gesetzliche Verpflichtungen berücksichtigen
• Überwachung und Messung: Kontinuierliche Überwachung des Betriebsablaufs einschließlich Audits, Inspektionen und Leistungsbewertungen

Über IATF 16949 hinausgehend, gemäß der Forschung zur Bewertung von Schmiedezulieferern , sollten renommierte Lieferanten branchenspezifische Akkreditierungen besitzen, die für ihre Zielmärkte relevant sind. Umweltzertifizierungen wie ISO 14001 und Sicherheitsstandards wie ISO 45001 spiegeln verantwortungsvolles Geschäftsgebaren wider und mindern zudem potenzielle Compliance-Risiken.

Bewertung der Konstruktions- und Prototyping-Kapazitäten

Zertifizierungen bestätigen Mindeststandards – aber was ist mit der tatsächlichen Leistungsfähigkeit? Die besten Hersteller von Automobil-Schmiedeteilen verfügen über konstruktives Know-how, das einen Mehrwert jenseits der reinen Produktionskapazität bietet. Wenn Sie neue Achskonstruktionen entwickeln oder bestehende optimieren, beschleunigt eine hauseigene ingenieurtechnische Unterstützung Ihren Entwicklungszyklus.

Laut Forschungsergebnissen zum schnellen Prototyping erforderten herkömmliche Schmiedeverfahren lange Werkzeugvorlaufzeiten, wiederholte Testzyklen und erhebliche Materialverschwendung. Die Vorbereitung der Werkzeuge für komplexe Bauteile konnte 12 bis 20 Wochen dauern, wobei die Validierungszyklen weitere Monate hinzufügten.

Achten Sie auf Lieferanten, die in Fähigkeiten investiert haben, die Ihren Zeitplan beschleunigen:

• Hybride Werkzeugansätze: Die Kombination von additiver Fertigung zur schnellen Erstellung von Formen mit CNC-Bearbeitung für präzises Nachbearbeiten kann die Vorlaufzeit für Werkzeuge um bis zu 60 % verkürzen
• Digitale Simulation: Fortgeschrittene Werkzeuge zur Finite-Elemente-Analyse (FEA) simulieren den Materialfluss und prognostizieren potenzielle Probleme bereits vor physischen Versuchen – dies reduziert Iterationen und Kosten
• Prototypen in Serienreife: Mithilfe derselben Legierungen wie in der endgültigen Produktion gefertigte Prototypen stellen sicher, dass die mechanischen Eigenschaften übereinstimmen und unerwartete Probleme beim Hochfahren der Produktion vermieden werden

Die Untersuchung zeigt, dass moderne schnelle Prototypenerstellung Entwicklungszyklen von 4–6 Monaten auf lediglich 6–8 Wochen verkürzen kann. Für Achsanwendungen, bei denen es auf die Markteinführungszeit ankommt, bedeutet dieser Unterschied in der Fähigkeit einen direkten Wettbewerbsvorteil.

Shaoyi (Ningbo) Metal Technology verdeutlicht diese Fähigkeiten in der Praxis – das hauseigene Ingenieurteam unterstützt die Bauteilentwicklung für Antriebswellen und ähnliche Automobilanwendungen, wobei Prototypenlaufzeiten für qualifizierte Projekte bereits ab 10 Tagen möglich sind. Die IATF-16949-Zertifizierung belegt den systematischen Qualitätsansatz, den Automobilanwendungen erfordern.

Produktionsflexibilität vom Prototyp bis zur Massenproduktion

Ihre heutigen Anforderungen an Achsen könnten 500 Prototypeneinheiten betragen – aber wie sieht es nächstes Jahr aus, wenn die Produktion auf 50.000 ansteigt? Bei der Auswahl eines Schmiedebetriebs muss Skalierbarkeit berücksichtigt werden. Ein Lieferant, der ideal für Entwicklungsarbeiten in geringen Stückzahlen ist, verfügt möglicherweise nicht über die Kapazität für Serienanforderungen, während Spezialisten für Großserien eventuell kleine Prototypaufträge gar nicht annehmen.

Laut Forschung zur Lieferantenbewertung erfordert die Beurteilung der Produktionskapazitäten das Verständnis der Schmiedepressen-Kapazität, der Wärmebehandlungsanlagen und der Maschinenintegration. Die Vielfalt der Ausrüstung ermöglicht es Lieferanten, unterschiedlichsten Kundenanforderungen gerecht zu werden und ein breites Spektrum an Schmiedeanwendungen abzudecken.

Beim Prüfen der Flexibilität eines Achsschmiede-Lieferanten sollten folgende Bewertungskriterien berücksichtigt werden:

• Pressbereich und -kapazität: Verfügt der Lieferant über Ausrüstung, die für Ihre Achsmaße geeignet ist? Die erforderliche Presskraft variiert stark – von kleinen Lenkbauteilen bis hin zu schweren Antriebsachsen
• Integration der Wärmebehandlung: Eigene Kapazitäten für Normalisieren, Abschrecken und Anlassen verkürzen die Durchlaufzeiten und verbessern die Qualitätskontrolle im Vergleich zu externen Behandlungen
• Bearbeitungskapazitäten: CNC-Drehen, Schleifen und Endbearbeitung unter einem Dach beschleunigen den gesamten Workflow von der Schmiederohlinge bis zum fertigen Bauteil
• Skalierbarkeit der Produktionsmengen: Kann der Lieferant von Prototypenmengen bis zur Serienproduktion hochfahren, ohne dass es zu Qualitätseinbußen oder Lieferverzögerungen kommt?
• Logistische Standortlage: Die geografische Lage beeinflusst die Versandkosten und Lieferzeiten – Lieferanten in der Nähe großer Häfen bieten Vorteile für globale Lieferketten

Shaoyis Standort in der Nähe des Hafens von Ningbo bietet genau diesen logistischen Vorteil für Kunden mit globalen Lieferanforderungen. Ihre Produktion ist flexibel und reicht von schnellem Prototyping bis zur Massenproduktion in hohen Stückzahlen, mit integrierten Fähigkeiten wie Warmumformung und Präzisionsbearbeitung für Automobilkomponenten wie z. B. Federbeinlager und Antriebswellen.

Die Studie betont, dass hochwertige Lieferanten umfassende Dokumentations- und Rückverfolgbarkeitssysteme pflegen – detaillierte Aufzeichnungen von Materialzertifizierungen, Prozessparametern und Prüfergebnissen, die unerlässlich sind, wenn Qualitätsfragen auftreten oder die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften nachgewiesen werden muss.

Der richtige Produktionspartner setzt Ihre Spezifikationen nicht nur um – er bringt ingenieurstechnisches Know-how, Qualitätsmanagementsysteme und Produktionsflexibilität ein, wodurch die Entwicklung Ihrer Achsen schneller, zuverlässiger und kosteneffizienter wird.

Mit einer qualifizierten Lieferantenpartnerschaft haben Sie das wesentliche Fundament geschaffen, um durch Umformen geschmiedete Achsen herzustellen, die die Leistung und Langlebigkeit liefern, die Ihre Anwendungen erfordern. Der letzte Abschnitt fasst die wichtigsten Erkenntnisse zusammen und bereitet Sie auf eine erfolgreiche Umsetzung vor.

Beherrschung des Umformschmiedens für die Produktion leistungsstarker Achsen

Sie haben nun alle Phasen des Achsenherstellungsprozesses durchlaufen – von der Auswahl der richtigen Stahlsorte bis hin zur Zusammenarbeit mit einem qualifizierten Lieferanten. Doch die Beherrschung des Aufweitenschmiedens geht nicht darum, Schritte auswendig zu lernen. Es geht vielmehr darum, zu verstehen, wie jede Phase miteinander verbunden ist, um Achsen zu schaffen, die länger halten als die Konkurrenz. Egal ob Sie Antriebsachsen für schweres Transporter, Lenkungskomponenten für landwirtschaftliche Geräte oder Anhängerachsen für den gewerblichen Transport herstellen – die Grundlagen bleiben dieselben: präzise Materialauswahl, kontrolliertes Erwärmen, korrekte Matrizenmontage, exakt ausgeführte Aufweitoperationen, optimierte Wärmebehandlung, strenge Qualitätskontrolle und zuverlässige Fertigungspartnerschaften.

Wesentliche Erkenntnisse für erfolgreiches Aufweitenschmieden von Achsen

Was unterscheidet eine durchweg hervorragende Achsenproduktion von Ergebnissen, die nur gelegentlich überzeugen? Die entscheidenden Schmiedebest Practices beruhen auf Prozesskontrolle in jeder Phase:

• Die Materialintegrität ist der Ausgangspunkt: Überprüfen Sie die Stahlgüte-Zertifizierungen, inspizieren Sie die Oberflächen der Rohlinge und bestätigen Sie die Maßvorgaben, bevor das Erhitzen beginnt
• Temperaturgleichmäßigkeit bestimmt die Qualität: Unabhängig davon, ob Induktions- oder Ofenerwärmung verwendet wird, stellen Sie sicher, dass die gesamte Umformzone die Zieltemperatur innerhalb von ±20 °C erreicht
• Beachten Sie die Stauchverhältnis-Grenzwerte: Halten Sie die freie Länge unter 2,5-fachen Stabdurchmesser, um Knicken zu vermeiden – überschreiten Sie dies, riskieren Sie Fehler
• Wärmebehandlung verändert die Eigenschaften: Sachgemäß durchgeführte Härte- und Anlaszyklen liefern die für Achsanwendungen erforderliche Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit
• Prüfung verhindert Ausfälle: Setzen Sie Kontrollpunkte während des gesamten Produktionsprozesses ein, anstatt sich nur auf die Endprüfung zu verlassen

Der entscheidende Erfolgsfaktor bei der Herstellung von Automobilachsen ist die konsequente Einhaltung gleichbleibender Prozessparameter in jedem Schmiedezyklus – Temperatur, Druck, Zeitsteuerung und Materialhandhabung müssen kontrolliert und dokumentiert bleiben.

Branchenanwendungen im Automobil- und Schwermaschinenbereich

Die Umformtechniken des Stauchens, die Sie kennengelernt haben, finden in außergewöhnlich unterschiedlichen Branchen Anwendung. In der Automobilindustrie werden laut der forschung zur Schmiedeindustrie durch Stauchen Bauteile wie Achsen, Bolzen und große Schrauben hergestellt, die hohe Festigkeit und Präzision erfordern. Das Schmieden von Achsen für schwere Geräte folgt denselben Prinzipien, jedoch oft in größeren Maßstäben – Bergbaulastwagen, Baugeräte und Landmaschinen sind alle auf durch Stauchen geschmiedete Komponenten angewiesen, um extreme Lasten unter rauen Bedingungen zu bewältigen.

Landwirtschaftliche Anwendungen stellen besondere Anforderungen: Achsen müssen korrosiven Umgebungen widerstehen und gleichzeitig variablen Belastungen aus Feldarbeiten standhalten. Die durch ordnungsgemäßes Stauchen erreichte Kornflussausrichtung bietet genau die Ermüdungsbeständigkeit, die unter diesen Bedingungen erforderlich ist. Ebenso steht beim Schmieden von Achsen für Baumaschinen und Bergbaugeräte die Schlagfestigkeit und Haltbarkeit unter extrem beanspruchenden Betriebszyklen im Vordergrund.

Vorwärtskommen mit Ihrem Projekt zur Achsenproduktion

Bereit, das Gelernte umzusetzen? Beginnen Sie damit, Ihren aktuellen Prozess anhand dieser Grundlagen zu bewerten. Gewährleisten Sie eine korrekte Temperaturkontrolle während des gesamten Heizvorgangs? Verhindert Ihr Werkzeugwartungsprogramm qualitätsmindernden Verschleiß? Haben Sie Inspektionsprüfungen etabliert, die Fehler erkennen, bevor sie zu kostspieligen Problemen werden?

Für Unternehmen ohne eigene Schmiedekapazitäten wird die Auswahl des Lieferanten zur wichtigsten Entscheidung. Achten Sie auf die IATF-16949-Zertifizierung, nachgewiesene technische Kompetenz und Produktionsflexibilität, die mit Ihren Anforderungen wachsen kann. Der richtige Partner bringt mehr als nur Fertigungskapazität ein – er trägt durch Prozesswissen dazu bei, die Leistung Ihrer Achsen kontinuierlich zu verbessern.

Der hier beherrschte Achsenfertigungsprozess repräsentiert Jahrzehnte metallurgischen Wissens und fortgeschrittener Fertigungstechniken. Wenden Sie diese Prinzipien konsequent an, und Sie werden Achsen produzieren, die nicht nur die Spezifikationen erfüllen – sie übertreffen die Erwartungen unter den anspruchsvollen realen Bedingungen, unter denen es wirklich auf Leistung ankommt.

Häufig gestellte Fragen zum Stauchschmieden von Achsen

1. Was ist der Stauchschmiedeprozess?

Beim Stauchschmieden wird ein Metallstab lokal erhitzt, mit speziellen Werkzeugen fest eingespannt und entlang seiner Achse durch Druck belastet, wodurch der Durchmesser vergrößert und die Länge verkürzt wird. Bei Achsen erzeugt dieses Verfahren robuste Flansche, Montageflächen und Verbindungspunkte, indem das erhitzte Metall in exakt geformte Matrizenräume verpresst wird. Das Verfahren richtet die Kornstruktur parallel zu den Konturen des Bauteils aus und verbessert so die Ermüdungsfestigkeit und mechanischen Eigenschaften in hochbelasteten Bereichen erheblich.

2. Wie erfolgt die Schmiedung von Achswellen?

Die Herstellung von Achswellen durch Schmieden umfasst sieben Schlüsselschritte: Auswahl geeigneter Stahlsorten wie AISI 4340 oder 4140, Erwärmen der Rohlinge auf 1.100–1.200 °C mittels Induktions- oder Gasöfen, Einrichten der Schmiedewerkzeuge und Positionieren der Werkstücke mit präziser Ausrichtung, Durchführung des Aufsetzschlags zur Formung der Flanschgeometrie, Anwenden von Wärmebehandlungsverfahren einschließlich Anlassen und Tempern, Durchführung der Endbearbeitungsschritte und Qualitätsinspektionen während der gesamten Produktion. Dieser systematische Ansatz stellt sicher, dass Achswellen den hohen Anforderungen bezüglich Lasttragfähigkeit genügen.

3. Welche Regeln gelten für das Aufsetzschmieden?

Drei grundlegende Regeln regeln die fehlerfreie Querpressschmiedung: Die maximale nicht unterstützte Rohlinglänge in einem Arbeitsgang darf nicht das Dreifache des Rohlingsdurchmessers überschreiten (in der Praxis unterhalb von 2,5d gehalten), bei längeren Rohlingen darf die Breite des Gesenk nicht das 1,5-Fache des Rohlingsdurchmessers überschreiten, und bei noch längeren Rohlingen muss der Stempel eine konische Aussparung aufweisen. Die Einhaltung dieser Richtlinien verhindert das Knicken während der Kompression und gewährleistet einen ordnungsgemäßen Materialfluss in die Gesenke.

4. Warum wird Querpressschmiedung bevorzugt für die Achsenfertigung?

Das Aufsetzschmieden ermöglicht eine überlegene Achsleistung durch verbesserte Ausrichtung des Kornflusses entlang der Bauteilkonturen, wodurch eine natürliche Verstärkung in hochbelasteten Bereichen erreicht wird. Das Verfahren bietet Materialersparnis von bis zu 15 % im Vergleich zu Alternativen, erreicht enge Toleranzen, wodurch Nachbearbeitung entfällt, und verlängert die Lebensdauer des Bauteils um bis zu 30 %. Im Gegensatz zum Freiformschmieden oder Walzschmieden erhöht das Aufsetzschmieden gezielt den Durchmesser an definierten Stellen – genau das, was Achsscheiben und Montageflächen benötigen.

5. Welche Zertifizierungen sollte ein Schmiedelieferant für Achsen besitzen?

Die IATF 16949-Zertifizierung ist für Lieferanten von Automobilachsen unerlässlich, da sie ein systematisches Qualitätsmanagement einführt, das speziell auf die Automobilproduktion ausgerichtet ist. Diese Zertifizierung gewährleistet, dass Lieferanten leistungsfähige Qualitätsysteme aufrechterhalten, Risikoanalysen in jeder Produktionsphase durchführen und dokumentierte Verfahren mit regelmäßiger Überwachung befolgen. Zusätzliche Zertifizierungen wie ISO 14001 für Umweltmanagement und ISO 45001 für Sicherheitsstandards zeigen verantwortungsvolles unternehmerisches Handeln an. Lieferanten wie Shaoyi (Ningbo) Metal Technology kombinieren die IATF 16949-Zertifizierung mit schnellen Prototyping-Fähigkeiten und integrierter CNC-Bearbeitung, um komplette Lösungen für die Achsenfertigung anzubieten.