一體成型鍛造工法 卡鉗工廠探訪

文、圖/童國輔

協力/捷加(04)769-6963

網址/www.simota.com

煞車卡鉗是煞車系統中最重要的保安部品之一,因此原廠對於煞車卡鉗檢驗與品質要求都非常嚴格,任何隱藏的故障風險因素都需排除,讓煞車卡鉗不論在任何氣候與工作環境下,都能長年正常運作,而這樣的生產原則與宗旨,也是「捷加」成立多活塞煞車卡鉗製造部門時,所遵循的最高指標。

原本專精於進氣套件研發製造的捷加Simota,為了製造世界一流的多活塞卡鉗,特別搬遷新址,並且成立煞車卡鉗生產部門,透過多部五軸CNC加工機的協助,生產一體成型鍛造卡鉗,讓MIT卡鉗品質向上推昇至一新的里程碑。

多活塞卡鉗種類

鍛/鑄造強度有差

多活塞卡鉗相較於常見的單活塞卡鉗而言,擁有反應快速、夾力平均、來令片面積較大的優勢,煞車力道可較單活塞大,制動性能更加優異,因此高性能房車或超跑都會選用多活塞卡鉗為標準配備,也因為如此多活塞卡鉗才會成為許多房車車主,在追求卓越煞車性能時的必安裝項目,不過即使是多活塞卡鉗也有分等級,一般最常見的是1.「兩片鑄造」材質部品,再上去依序則是2.「兩片鍛造」材質、3.「一體成型鑄造」材質,與4.「一體成型鍛造」材質共四種等級,等級愈高加工困難度愈高,但相對本體強度就愈好,因此市面上高檔競技等級的多活塞卡鉗都是「一體式鍛造卡鉗」。

 

而一體成型鍛造卡鉗的優點除了上述提到的之外,還有哪些呢?以筆者過去接觸過的經驗來看,多活塞卡鉗由於採用固定式卡鉗設計,夾力產生時兩側活塞室需相對承受施加於來令片的反作用力,此時如果卡鉗本身強度不足的話,是會出現些微鼓狀形變,導致煞車力道衰減,尤其在高溫重踩煞車下更加明顯,嚴重時還會產生左右輪煞車力道不均的問題,這在高速煞停時可是相當危險的問題,也因為卡鉗在每次重踩煞車時都會出現形變,後續也會衍生出煞車抖動、漏油與來令片磨耗不均的問題。而要避免發生上述問題,唯有提升卡鉗強度才是解決辦法,鍛造可較鑄造工法擁有更高的材質強度,如果再加上一體成型與其他補強設計,想要讓卡鉗產生形變就沒有這麼容易。而這也是為何捷加要堅持採用「一體成型鍛造工法」,來製造多活塞卡鉗的主因。

煞車盤自動平衡切削機,只是廠內基本的生產與檢驗設備,目的在穩定煞車碟盤高速轉動時的平衡性。

加工難度極高

五軸CNC只是基本

大家或許會問:既然一體成型鍛造工法對於提高卡鉗強度這麼重要,為何市面上不常見,多數都是採用兩片式設計?據捷加-黃總經理表示,這是因為一體成型鍛造工法的加工困難度,遠比兩片式卡鉗高上許多。首先加工機台必須採用一部含刀具造價千萬以上的五軸CNC,才能為一體成型卡鉗進行加工,而有了機台只是基本門檻,如何讓刀具能快速、精準的進行加工,取得0.01mm以內的公差值,其電腦程式的撰寫也是一門功夫。

偌大的廠房內除了煞車卡鉗的加工部門外,還可見到其他生產部門,且廠內還設有四輪馬力機,用來測試產品效能之用,這樣的設備是國內零配件製造商少有的。

不只如此,「把卡鉗粗胚放進CNC內,連貫作業從一跑到完,拿出來時已是成品」,讓五軸CNC加工過程中不能有人為移動卡鉗的情況發生,這是捷加黃總對生產過程的堅持,因為只要人為更動到卡鉗就會產生加工誤差,例如拆裝卡鉗進行翻面等,加工的人為工序愈多,加工完成後的工件就愈不精準,沒有了「精準度」又如何保證卡鉗裝車後不會發生抖動、漏油、異音、活塞卡死、來令片磨耗不均、左右拉扯等問題呢?沒錯,「精準度」才是生產高品質卡鉗的最重要關鍵,這也是捷加花費多年時間接觸多活塞卡鉗市場後,真正得出的答案。而為了達到全自動化加工技術,除了硬體外,不斷修正的加工程序才是最重要的,背後所花費的時間與心力,絕非局外人所能體會。

 

精準度影響甚重

不斷進化只為安全

為何精準度如此重要?請大家試想多活塞卡鉗真正作動的零件是什麼?答案是內部活塞,藉由煞車油壓推動活塞,使來令片產生夾力是卡鉗作動的簡單過程,活塞不外推時會被來令片推回活塞缸內,因此活塞是經常往返作動的零件,而煞車力道要平均、迅速、有力,活塞的作動就不能卡卡的,必須是順暢,最理想的狀態是所有的活塞都能「同心同動」-同步作動、同時到位,如此煞車力道就會平均且強勁,而要達到如此境界,活塞與卡鉗之間的「緊配公差」就很重要,不能太緊也不能太鬆,且整個圓周公差都需一樣,追求的精密度同樣是在0.01mm以內。

看起來其貌不揚的是五軸CNC加工前的卡鉗鍛造粗胚,因有經過鍛壓過,因此已可看出初步外型,而另一張漂亮的卡鉗則是已加工完成,並經過表面處理過的成品。

然而,活塞是在高溫多粉塵的環境下工作,活塞缸內又需透過油封環阻隔煞車油外漏,如何確保在任何高低溫環境下,間隙公差與油封彈性都能符合標準,不會因為高熱膨脹而卡死活塞,藉此讓活塞能靈活作動,又能防止粉塵進入間隙中,避免磨損活塞表面導致漏油,這都需以精密加工為基礎,再透過高品質的活塞、油封環與防塵套的搭配才能達成,從本體強度的建立、鋁合金材質的純淨度、活塞缸公差的掌握、油封槽的精密加工、熱膨脹係數的控制,到橡膠部件的精準度與耐熱性等,每一個環節都需謹慎不可大意,如此才能打造出完美的一體式鍛造卡鉗。當然若想要藉由挖大活塞缸的方式,確實能解決活塞卡死的問題,不過後續漏油的問題卻也非消費者所能接受,因此唯有以正確的工法來生產多活塞卡鉗,才是永久經營之道。

 

而組裝完成的每顆多活塞卡鉗(全檢),都需經過專業卡鉗測試機台的檢測,以高低壓空氣打入卡鉗內,針對有無漏氣、左右活塞夾力平均與否、及活塞作動速度等項目進行檢驗,確定沒有問題後才會組裝出貨。

目前捷加推出的新品牌ATTC,是專屬於一體鍛造卡鉗,規格有四活塞與六活塞,四活塞直徑為40mm x2、36mm x2,六活塞直徑為36mm x2、32mm x2、28mm x2與40mm x2、36mm x2、32mm x2。

目前捷加煞車卡鉗部門的經營重心會放在OEM與ODM代工部分,歡迎各大改裝品牌洽詢代工事宜,不過為了讓大家能真正體驗到一體式鍛造卡鉗的魅力,捷加也創立一個新的「ATTC」品牌,旗下共有四、六活塞卡鉗+330/350/380mm的雙片式碟盤可供車主選購。

 

捷加所生產的一體式鍛造多活塞卡鉗,都是比照原廠採用外防塵套設計,可有效隔絕灰塵進入活塞與卡鉗的間隙中,防止活塞表面磨損而出現漏油情況,是相當高檔的設計。

 

捷加認為多活塞卡鉗是補強原廠煞車的不足,也是提供家人更好的保安強化部品,即使不強化動力,也應該更換,因為安全與生命是無價的,也因為如此才會更加重視製造品質。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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