เพลาขับหน้าและดุมล้อหน้าวัสดุ 40Cr

40Cr (เทียบเท่ากับเหล็กโครงสร้างผสม AISI 5140) เป็นเหล็กกล้าผสมคาร์บอนปานกลางที่มีความสามารถในการชุบแข็ง ความแข็งแรง และความเหนียวที่ดี หลังจากการอบชุบแข็งและอบคืนตัวแล้ว ความแข็งสามารถเข้าถึง HRC25-35 ได้ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนที่มีความเค้นสูงของระบบขับเคลื่อนเพลาหน้าของรถยนต์ เพลาขับหน้าและดุมล้อหน้าเป็นส่วนประกอบสำคัญในการส่งกำลังและบังคับเลี้ยวของรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้าหรือขับเคลื่อนสี่ล้อ ซึ่งมักจะขึ้นรูปโดยการตีขึ้นรูป 40Cr เพื่อรับแรงบิด แรงกระแทก และแรงที่เกิดจากความล้า การเลือกใช้ 40Cr มาจากคุณสมบัติทางกลโดยรวมที่ยอดเยี่ยม (เช่น ความต้านทานแรงดึง ≥785MPa) เหมาะสำหรับรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ รถยนต์นั่งส่วนบุคคล และรถบรรทุกหนักระดับกลางถึงล่าง แต่ต้องระวังความเสี่ยงต่อการแตกร้าวจากการชุบแข็ง

เพลาขับหน้า (Yoke)

เพลาขับหน้าเป็นชิ้นส่วนเชื่อมต่อที่ส่วนหน้าของเพลาส่งกำลัง ใช้สำหรับเชื่อมต่อข้อต่อสากลและเพลาข้าง เพื่อส่งกำลังจากเฟืองท้ายไปยังล้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสะพานขับเคลื่อนที่ไม่เท่ากัน

• หน้าที่หลัก：
  • ส่งแรงบิด: รับแรงบิดเอาต์พุตของเครื่องยนต์ (สูงถึง 500-2000Nm) เพื่อให้มั่นใจว่าการกระจายกำลังของเพลาหน้าและเพลาหลังมีความสม่ำเสมอ
  • ชดเชยมุม: ทำงานร่วมกับข้อต่อสากลเพื่อปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงมุมของเพลาขับเมื่อทำการบังคับเลี้ยว ลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน
  • ทนต่อแรงกระแทก: ดูดซับแรงในแนวแกน/แนวรัศมีที่เกิดจากความขรุขระของพื้นถนน ป้องกันไม่ให้ระบบส่งกำลังหลุดหรือแตกหัก
• ลักษณะโครงสร้าง：
  • การออกแบบรูปส้อม: โครงสร้างรูปตัว U หรือร่องกากบาท เส้นผ่านศูนย์กลาง φ40-80mm ความยาว 100-200mm ปากส้อมมีร่องตลับลูกปืนเข็ม
  • ตำแหน่งการติดตั้ง: ปลายเอาต์พุตของเฟืองท้ายเพลาหน้า เชื่อมต่อกับสไปลน์เพลาข้าง เหมาะสำหรับระบบกันสะเทือนแบบแม็กเฟอร์สันหรือปีกนกคู่
  • ตัวอย่างสเปค: หัวส้อม 40Cr สำหรับรถบรรทุกหนัก Shaanxi Auto F2000 น้ำหนักประมาณ 2-5kg
• ข้อดีของวัสดุ 40Cr：
  • ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีหลังจากการอบชุบแข็งและอบคืนตัว เหมาะสำหรับโอกาสที่มีความแม่นยำปานกลางและความเร็วสูง (ความเร็วรอบ ≤5000rpm)
  • การอบชุบด้วยความร้อน: ให้ความร้อนสม่ำเสมอที่ 850-880℃ หลังจากการตีขึ้นรูป ชุบแข็งที่ 860℃ + อบคืนตัว เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าว
• คำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับกระบวนการผลิต：
  1. การขึ้นรูปโดยการตีขึ้นรูป: การตีขึ้นรูปแบบอิสระหรือการตีขึ้นรูปแบบแม่พิมพ์ อุณหภูมิ 1100-1200℃
  2. การตัดเฉือนหยาบ: กลึงแขนส้อม + กัดร่อง เหลือระยะเผื่อ 0.5mm
  3. การอบชุบด้วยความร้อน + การตัดเฉือนละเอียด: กลึงละเอียด CNC หลังจากการอบชุบแข็งและอบคืนตัว เพื่อให้มั่นใจว่าความเยื้องศูนย์ ≤0.02mm ความยาก: ความแม่นยำของปากส้อมสูง ต้องใช้เครื่องมือ PCD ในการตัดเฉือนพื้นผิวที่แข็งตัว

ดุมล้อหน้า (Steering Knuckle)

ดุมล้อหน้าเป็นศูนย์กลางการบังคับเลี้ยวของล้อหน้า เชื่อมต่อระบบกันสะเทือน ระบบบังคับเลี้ยว และดุมล้อ รับแรงบิดในการบังคับเลี้ยวและแรงเบรก

• หน้าที่หลัก：
  • รองรับการบังคับเลี้ยว: นำมุมการหมุนของล้อ (±45°) เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรในการควบคุม
  • แบ่งเบาภาระ: รับภาระในแนวตั้ง (1-3 ตัน/ล้อ) และแรงด้านข้าง ป้องกันการสึกหรอของยางที่ไม่สม่ำเสมอ
  • ฟังก์ชันแบบบูรณาการ: ติดตั้งเซ็นเซอร์ ABS และลูกหมาก ปรับปรุงการตอบสนองการบังคับเลี้ยว
• ลักษณะโครงสร้าง：
  • ชิ้นส่วนหล่อ/ตีขึ้นรูปรูปเขาแกะ: รูหูบน/ล่างเชื่อมต่อกับแขนควบคุม รูแกนหลักติดตั้งดุมล้อ เส้นผ่านศูนย์กลาง φ50-70mm
  • ตำแหน่งการติดตั้ง: ในระบบกันสะเทือนอิสระของเพลาหน้า เชื่อมต่อกับเสาแม็กเฟอร์สันและก้านบังคับเลี้ยว
  • ตัวอย่างสเปค: เส้นผ่านศูนย์กลางแกน 50-70mm น้ำหนัก 3-6kg เหมาะสำหรับ Santana หรือเพลาหน้าของรถบรรทุกหนัก
• ข้อดีของวัสดุ 40Cr：
  • ความแข็งแรงสูง: HRC50 ขึ้นไปหลังจากการชุบแข็ง โครงสร้างส่วนแกนสม่ำเสมอ อายุการใช้งานที่ทนต่อความล้า >10^6 รอบ
  • แนวโน้มการทดแทน: สามารถถูกแทนที่ด้วยเหล็กกล้าที่ไม่ผ่านการอบชุบแข็งและอบคืนตัวเพื่อลดต้นทุน แต่ 40Cr ยังคงเป็นกระแสหลักในรถยนต์ระดับกลาง
• คำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับกระบวนการผลิต：
  1. การตีขึ้นรูป + การให้ความร้อนสม่ำเสมอ: เก็บรักษาความร้อนที่ 850℃ เป็นเวลา 10-20 นาทีทันทีหลังจากการตีขึ้นรูป เพื่อลดการเสียรูป
  2. การตัดเฉือนหยาบ/ละเอียด: กัดรูหูด้วยเครื่อง CNC ห้าแกน + กลึงส่วนแกน ความหยาบผิว Ra1.6μm
  3. การอบชุบด้วยความร้อน + การตรวจสอบ: ชุบแข็งด้วยน้ำที่ 860℃ ตรวจสอบความชันของความแข็ง (พื้นผิว > ส่วนแกน) ความยาก: เส้นผ่านศูนย์กลางแกนส่งผลต่อโครงสร้างการชุบแข็ง เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ง่ายต่อการทำให้ส่วนแกนอ่อนตัวลง ต้องปรับเวลาในการเก็บรักษาความร้อนให้เหมาะสม