Arbre de transmission avant et fusée dessieu en acier 40Cr

Lacier 40Cr (équivalent à lacier de construction allié AISI 5140) est un acier allié au carbone moyen qui possède une bonne trempabilité, résistance et ténacité. Après traitement de trempe et revenu, sa dureté peut atteindre HRC25-35. Il est largement utilisé dans les composants à fortes contraintes des systèmes de transmission avant des automobiles. Larbre de transmission avant et la fusée dessieu sont des composants clés de transmission et de direction des véhicules à traction avant ou à quatre roues motrices. Ils sont souvent forgés en 40Cr pour résister au couple, aux chocs et aux charges de fatigue. Le choix du 40Cr est dû à ses excellentes propriétés mécaniques globales (telles que la résistance à la traction ≥785MPa), ce qui le rend adapté aux véhicules utilitaires, aux voitures particulières et aux camions lourds de milieu et bas de gamme, mais il faut faire attention au risque de fissuration lors de la trempe.

Arbre de transmission avant (Yoke)

Larbre de transmission avant est le connecteur à lextrémité de larbre de transmission, utilisé pour connecter le joint de cardan et le demi-arbre, réalisant la transmission de la puissance du différentiel aux roues, en particulier dans les ponts moteurs non isocinétiques.

• Fonctions principales：
  • Transmission du couple : supporter le couple de sortie du moteur (pouvant atteindre 500-2000 Nm), garantissant une répartition uniforme de la puissance entre les essieux avant et arrière.
  • Compensation dangle : en coopération avec le joint de cardan, sadapter aux changements dangle de larbre de transmission lors de la direction, réduisant les vibrations et le bruit.
  • Résistance aux chocs : absorber les charges axiales/radiales causées par les irrégularités de la route, empêchant le système de transmission de se désengager ou de se casser.
• Caractéristiques structurelles：
  • Conception en forme de fourche : structure en U ou à rainure cruciforme, diamètre φ40-80 mm, longueur 100-200 mm, la fourche a une rainure de roulement à aiguilles.
  • Position dinstallation : extrémité de sortie du différentiel avant, connectée au demi-arbre par une cannelure, adaptée aux suspensions McPherson ou à double triangulation.
  • Exemple de spécification : tête de fourche en acier 40Cr pour camion lourd Shaanxi Auto F2000, poids denviron 2 à 5 kg.
• Avantages du matériau 40Cr：
  • Bonnes performances globales après trempe et revenu, adapté aux occasions de moyenne précision et à grande vitesse (vitesse de rotation ≤5000 tr/min).
  • Traitement thermique : chauffage uniforme à 850-880 ℃ après forgeage, trempe à 860 ℃ + revenu, pour éviter les fissures.
• Description du processus de fabrication：
  1. Forgeage : forgeage libre ou forgeage en matrice, température 1100-1200 ℃.
  2. Usinage grossier : tournage des bras de fourche + fraisage des rainures, laissant une surépaisseur de 0,5 mm.
  3. Traitement thermique + usinage de précision : tournage de précision CNC après trempe et revenu, assurant une concentricité ≤0,02 mm. Difficulté : la précision de la fourche est élevée, nécessitant des outils PCD pour usiner la surface durcie.

Fusée dessieu (Steering Knuckle)

La fusée dessieu est le pivot de direction de la roue avant, reliant la suspension, le système de direction et le moyeu de roue, supportant le couple de direction et la force de freinage.

• Fonctions principales：
  • Support de direction : guider langle de rotation de la roue (±45°), assurant une maniabilité stable.
  • Répartition de la charge : supporter la charge verticale (1-3 tonnes/roue) et la force latérale, empêchant lusure irrégulière des pneus.
  • Fonctions intégrées : installer des capteurs ABS et des rotules, optimisant la réponse de la direction.
• Caractéristiques structurelles：
  • Pièce moulée/forgée en forme de corne de mouton : les trous doreille supérieurs/inférieurs relient le bras de suspension, le trou de laxe principal installe le moyeu de roue, diamètre φ50-70 mm.
  • Position dinstallation : dans la suspension avant indépendante, connectée à la jambe de force McPherson et à la biellette de direction.
  • Exemple de spécification : diamètre de laxe 50-70 mm, poids 3-6 kg, adapté à la Santana ou à lessieu avant de camion lourd.
• Avantages du matériau 40Cr：
  • Haute résistance : HRC50 ou plus après trempe, structure uniforme de la partie daxe, durée de vie en fatigue >10^6 cycles.
  • Tendance au remplacement : peut être remplacé par de lacier non trempé et revenu pour réduire les coûts, mais le 40Cr reste le courant dominant dans les modèles de milieu de gamme.
• Description du processus de fabrication：
  1. Forgeage + chauffage uniforme : maintenir immédiatement à 850 ℃ pendant 10 à 20 minutes après le forgeage, réduisant la déformation.
  2. Usinage grossier/de précision : fraisage CNC à cinq axes des trous doreille + tournage de la partie daxe, rugosité de surface Ra1.6 μm.
  3. Traitement thermique + inspection : trempe à leau à 860 ℃, détection du gradient de dureté (surface > cœur). Difficulté : le diamètre de laxe affecte la structure de trempe, un grand diamètre peut facilement ramollir le cœur, il est nécessaire doptimiser le temps de maintien.