Korea Ever-Power · คู่มือวิศวกรรมการใช้งาน
เฟืองตัวหนอนและล้อเฟืองตัวหนอนสำหรับระบบบังคับเลี้ยวและกลไกยกกระจกรถยนต์
รถยนต์ทุกคันบนท้องถนนมีเฟืองตัวหนอน 4 ถึง 12 คู่ — ในคอลัมน์พวงมาลัยไฟฟ้า ในกลไกปรับกระจกทั้งสี่บาน ในตัวปรับเบาะนั่ง หลังคาซันรูฟ และกลไกปรับกระจกมองข้าง ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ที่ผลิตรถยนต์ 1.5 ล้านคันต่อปี ใช้เฟืองตัวหนอน 6 ถึง 18 ล้านคู่ต่อปี ด้วยปริมาณการผลิตขนาดนี้ การลดต้นทุน 0.02 ดอลลาร์สหรัฐต่อคู่ จะช่วยประหยัดเงินได้ 120,000 ถึง 360,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี — และอัตราความบกพร่องด้านคุณภาพ 0.1 เปอร์เซ็นต์ จะทำให้เกิดการเรียกร้องการรับประกัน 6,000 ถึง 18,000 ครั้ง การผลิตจำนวนมากเปลี่ยนข้อกำหนดของเฟืองตัวหนอนจากปัญหาทางวิศวกรรมไปเป็นความท้าทายด้านการควบคุมคุณภาพเชิงสถิติ
การใช้งานในอุตสาหกรรมยานยนต์ เช่น ระบบพวงมาลัยไฟฟ้า (EPS), กลไกปรับกระจก, กลไกปรับเบาะนั่ง, กลไกเปิด-ปิดหลังคาซันรูฟ และกลไกปรับกระจกมองข้าง ถือเป็นตลาดเฟืองตัวหนอนที่มีปริมาณมากที่สุดในโลก โดยมีปริมาณการผลิต 100,000 ถึง 5,000,000 ชิ้นต่อปี ต่อการใช้งาน ต่อผู้ผลิตรถยนต์แต่ละราย เมทริกซ์ควบคุมคุณภาพ SPC สำหรับการผลิตจำนวนมาก กำหนดเป้าหมาย Cpk (ดัชนีความสามารถของกระบวนการ) สำหรับแต่ละมิติที่สำคัญของเฟืองตัวหนอน: Cpk 1.67 หรือสูงกว่า สำหรับพารามิเตอร์ EPS ที่สำคัญต่อความปลอดภัย (ระยะคลอน, ความสามารถในการรับแรงบิด), Cpk 1.33 หรือสูงกว่า สำหรับพารามิเตอร์ที่สำคัญต่อ NVH (ความเรียบของพื้นผิว, รูปทรงฟันเฟือง) และ Cpk อย่างน้อย 1.0 สำหรับมิติที่ไม่สำคัญ วิธีการทางสถิตินี้แทนที่การตรวจสอบชิ้นส่วนแต่ละชิ้นที่ใช้ในงานอุตสาหกรรม (มาตรา A01 ถึง A29) ด้วยการตรวจสอบทางสถิติในระดับกระบวนการ ซึ่งเป็นการยืนยันไม่เพียงแต่ว่าแต่ละชิ้นส่วนเป็นไปตามข้อกำหนด แต่ยังยืนยันว่ากระบวนการผลิตนั้นไม่สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดได้ทางสถิติ ล้อพลาสติก POM และ PA66-GF เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ เนื่องจากให้ประสิทธิภาพด้านการลดเสียงและการสั่นสะเทือน (NVH) การลดน้ำหนัก และต้นทุนต่อหน่วยที่ตรงตามความต้องการของเศรษฐศาสตร์ยานยนต์
รถยนต์ทุกคันใช้เฟืองตัวหนอนเป็นคู่ๆ
รถยนต์นั่งส่วนบุคคลสมัยใหม่ประกอบด้วยชุดเฟืองตัวหนอน 4 ถึง 12 คู่ กระจายอยู่ทั่วระบบย่อยต่างๆ แต่ละระบบมีข้อกำหนดพื้นฐานสามประการ ได้แก่ การทำงานเงียบภายในห้องโดยสาร (ระดับเสียงและการสั่นสะเทือนต่ำกว่าระดับที่มนุษย์รับรู้ได้) โครงสร้างน้ำหนักเบา (ทุกกรัมส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงหรือระยะทางการวิ่งของรถยนต์ไฟฟ้า) และความน่าเชื่อถือระดับยานยนต์ (ไม่มีความล้มเหลวในช่วง 10 ถึง 15 ปี และรอบการทำงานมากกว่า 200,000 รอบ) แต่แต่ละระบบก็มีข้อกำหนดเฉพาะที่แตกต่างกันไป ซึ่งทำให้คุณสมบัติของชุดเฟืองตัวหนอนแต่ละคู่แตกต่างกันไปด้วย
การทำงาน: แรงบิดช่วยจากมอเตอร์ถูกส่งผ่านชุดเฟืองตัวหนอนไปยังคอลัมน์พวงมาลัย
แรงบิด: แรงบิดช่วย 20 ถึง 60 นิวตันเมตร กระแสต่อต้าน: ต่ำกว่า 5 อาร์คมิน (ความรู้สึกในการบังคับเลี้ยว)
ระบบล็อคอัตโนมัติ: สำคัญมาก — ป้องกันไม่ให้แรงสะท้อนจากพื้นถนนส่งผลย้อนกลับต่อการทำงานของมอเตอร์
คุณภาพ: มาตรฐาน IATF 16949, PPAP ระดับ 3, Cpk ≥ 1.67 สำหรับพารามิเตอร์ด้านความปลอดภัย
ปริมาณ: 1 ชิ้นต่อรถหนึ่งคัน ชีวิต: 15 ปี / 300,000 กิโลเมตร
การทำงาน: มอเตอร์ขับเคลื่อนกระจกหน้าต่างขึ้น/ลงผ่านดรัมสายเคเบิลและชุดเฟืองตัวหนอน
แรงบิด: 3 ถึง 8 นิวตันเมตร เสียงรบกวน: ระดับเสียงภายในห้องโดยสารต่ำกว่า 42 เดซิเบล (เอ)
ระบบล็อคอัตโนมัติ: สำคัญมาก — ช่วยยึดตำแหน่งหน้าต่างให้คงที่ต้านทานแรงลมขณะขับด้วยความเร็วสูงบนทางหลวง
คุณภาพ: IATF 16949, PPAP ระดับ 3, Cpk ≥ 1.33 สำหรับพารามิเตอร์ NVH
ปริมาณ: 4 ชิ้นต่อรถหนึ่งคัน ชีวิต: มากกว่า 40,000 รอบการทำงาน
เมทริกซ์ควบคุมคุณภาพ SPC สำหรับการผลิตจำนวนมาก — เป้าหมาย Cpk ตามความสำคัญของพารามิเตอร์
ในการผลิตเฟืองตัวหนอนแบบอุตสาหกรรม (มาตรา A01 ถึง A29) คุณภาพจะได้รับการตรวจสอบโดยการตรวจสอบแต่ละชิ้นส่วนเทียบกับข้อกำหนด ซึ่งเป็นวิธีการตรวจสอบ 100 เปอร์เซ็นต์ที่สามารถทำได้ในปริมาณการผลิต 50 ถึง 5,000 หน่วยต่อปี แต่ในปริมาณการผลิตสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ (100,000 ถึง 5,000,000 หน่วยต่อปี) การตรวจสอบทุกมิติ 100 เปอร์เซ็นต์นั้นเป็นไปไม่ได้ในเชิงเศรษฐกิจ ดังนั้น ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์จึงใช้ SPC (การควบคุมกระบวนการทางสถิติ) เพื่อตรวจสอบกระบวนการผลิต โดยตรวจสอบว่าความสามารถของกระบวนการ (Cpk) เกินเกณฑ์ที่รับประกันความสอดคล้องทางสถิติหรือไม่
ตารางแสดงให้เห็นว่า คุณภาพของชุดเฟืองตัวหนอนในรถยนต์นั้นได้รับการจัดการในสามระดับ ได้แก่ พารามิเตอร์ที่สำคัญต่อความปลอดภัย (Cpk 1.67, น้อยกว่า 1 ข้อบกพร่องต่อล้านชิ้น) ซึ่งจะทำให้เกิดความล้มเหลวด้านความปลอดภัยของรถยนต์หากไม่ได้มาตรฐาน พารามิเตอร์ที่สำคัญต่อ NVH (Cpk 1.33, น้อยกว่า 63 ข้อบกพร่องต่อล้านชิ้น) ซึ่งจะทำให้เกิดเสียงหรือความกระด้างที่ลูกค้าสามารถรับรู้ได้ และพารามิเตอร์ที่สำคัญ (Cpk 1.0, น้อยกว่า 2,700 ต่อล้านชิ้น) ซึ่งส่งผลต่อความพอดีของชิ้นส่วนประกอบ แต่ไม่ส่งผลต่อการทำงานหรือการรับรู้ของลูกค้า ผู้ผลิตชุดเฟืองตัวหนอนให้กับผู้ผลิตรถยนต์ต้องแสดงให้เห็นค่า Cpk เหล่านี้ในระหว่าง PPAP (กระบวนการอนุมัติชิ้นส่วนการผลิต) ก่อนเริ่มการผลิต และต้องรักษาค่าเหล่านี้ตลอดอายุการผลิตด้วยการตรวจสอบ SPC อย่างต่อเนื่อง
ข้อกำหนดด้าน NVH — การทำงานที่เงียบภายในห้องโดยสาร
ห้องโดยสารของรถยนต์เป็นสภาพแวดล้อมการทำงานของชุดเฟืองตัวหนอนที่เงียบที่สุดในชุดบทความ 30 บทความนี้ และในทางกลับกันก็มีข้อกำหนดด้านเสียงที่เข้มงวดที่สุด เตียงผู้ป่วยหนักในโรงพยาบาล (บทความ A11) ทำงานที่ระดับเสียงต่ำกว่า 45 dB(A) ในห้องที่มีเสียงรบกวนพื้นหลัง 35 dB(A) กลไกยกกระจกรถยนต์ต้องทำงานที่ระดับเสียงต่ำกว่า 42 dB(A) ภายในห้องโดยสารที่เสียงรบกวนพื้นหลังที่ความเร็วสูงอาจอยู่ที่เพียง 62 ถึง 68 dB(A) แต่กลไกจะทำงานในระหว่างการหยุดรถและความเร็วต่ำเมื่อห้องโดยสารมีระดับเสียง 35 ถึง 45 dB(A) ทำให้ได้ยินเสียงกลไกที่ระดับเสียง 42 dB(A) อย่างชัดเจน เกณฑ์การรับรู้เสียงของชุดเฟืองตัวหนอนในห้องโดยสารที่เงียบคือประมาณ 38 dB(A) ซึ่งเป็นเป้าหมายสำหรับรถยนต์ระดับพรีเมียม
ล้อพลาสติกเป็นทางออกสำหรับปัญหา NVH (เสียงและการสั่นสะเทือน) POM (อะซีทัล) และ PA66-GF (ไนลอนเสริมใยแก้ว) เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเฟืองตัวหนอนในรถยนต์ เนื่องจากมีเสียงรบกวนจากการทำงานน้อยกว่าบรอนซ์ 10 ถึง 15 เดซิเบล (A) ที่แรงบิดต่ำซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการใช้งานในรถยนต์ (3 ถึง 60 นิวตันเมตร) POM นิยมใช้สำหรับกลไกควบคุมกระจกและกลไกปรับกระจกมองข้าง (เสียงรบกวนต่ำที่สุด ความแข็งแรงเพียงพอที่ 3 ถึง 8 นิวตันเมตร) ส่วน PA66-GF นิยมใช้สำหรับคอลัมน์พวงมาลัย EPS (ความแข็งแรงสูงกว่าที่ 20 ถึง 60 นิวตันเมตร ใยแก้วช่วยเพิ่มความแข็งแรงดึงได้ถึง 40 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับ PA66 ที่ไม่เสริมแรง) วัสดุทั้งสองชนิดมีต้นทุนต่อล้อต่ำกว่าบรอนซ์ 60 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเป้าหมายด้านต้นทุนในอุตสาหกรรมยานยนต์
บริษัทผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ระดับ Tier 1 ของเกาหลีใต้ ซึ่งผลิตชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับกลไกควบคุมกระจกหน้าต่างให้กับผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่รายหนึ่ง ในอัตรา 2.4 ล้านชิ้นต่อปี ประสบปัญหาการเรียกร้องการรับประกันที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในปีการผลิตที่สาม โดยพบข้อร้องเรียนเรื่องเสียงดังถึง 380 ครั้งต่อนาที (ลูกค้าแจ้งว่าได้ยินเสียงคลิกขณะใช้งานกระจกหน้าต่าง) การตรวจสอบพบว่าสาเหตุของเสียงดังกล่าวเกิดจากความแปรผันของรูปทรงฟันบนล้อ POM ซึ่งเกิดจากกระบวนการฉีดขึ้นรูปที่เบี่ยงเบนไปเนื่องจากการสึกหรอของแม่พิมพ์ ทำให้เกิดความเบี่ยงเบน 0.03 มม. ที่ด้านข้างของฟัน ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของขนาด (ค่า Cpk ยังคงสูงกว่า 1.0 สำหรับขนาดนี้) แต่เกินเกณฑ์ NVH (เสียงและการสั่นสะเทือน) แผนภูมิ SPC ด้านขนาดไม่แสดงสัญญาณเตือนใดๆ แต่แผนภูมิ SPC ด้านเสียง (การทดสอบเสียง 100 เปอร์เซ็นต์ในขั้นตอนสุดท้ายของสายการผลิต ซึ่งนำมาใช้หลังจากเกิดเหตุการณ์) แสดงให้เห็นว่าเสียงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเวลา 6 สัปดาห์ก่อนที่จะมีการเรียกร้องการรับประกันเข้ามา มาตรการแก้ไข: เพิ่มการทดสอบเสียงรบกวนในขั้นตอนสุดท้ายของการผลิตลงในแผนควบคุม SPC (ทดสอบ 100 เปอร์เซ็นต์ ในราคา 0.8 ดอลลาร์สหรัฐต่อหน่วย – เพิ่มต้นทุนการผลิต 1,920,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี) ปรับปรุงแม่พิมพ์ใหม่ในรอบการผลิต 500,000 ครั้ง (จากเดิม 800,000 ครั้ง) และปรับค่าเป้าหมาย Cpk ของโปรไฟล์ฟันให้เข้มงวดขึ้นจาก 1.0 เป็น 1.33 สำหรับขนาดด้านข้างที่สำคัญต่อ NVH การเรียกร้องการรับประกันลดลงเหลือ 12 PPM ภายใน 3 เดือน บทเรียน: ความสอดคล้องของขนาดไม่ได้รับประกันความสอดคล้องของ NVH – เฟืองตัวหนอนอาจมีขนาดอยู่ในช่วงความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ แต่เสียงไม่ตรงตามข้อกำหนด เนื่องจากความไวต่อเสียงรบกวนขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ทางเรขาคณิต (โปรไฟล์ ระยะนำ การเบี่ยงเบน) ซึ่ง SPC ของแต่ละมิติไม่สามารถจับได้ การทดสอบการทำงานในขั้นตอนสุดท้ายของการผลิต (เสียง แรงบิด การคลายตัว) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเฟืองตัวหนอนเกรดสำหรับยานยนต์
กรณีศึกษาข้อกำหนดของชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับยานยนต์ 3 กรณี
กรณีที่ 1 — ผู้ผลิตชิ้นส่วนระดับ Tier 1 จากเกาหลี: ชิ้นส่วนช่วยค้ำเสา EPS สำหรับงานสำคัญด้านความปลอดภัย ผลิตได้ 800,000 ชิ้นต่อปี
ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ระดับ Tier 1 ของเกาหลีใต้ได้กำหนดสเปคชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับระบบพวงมาลัยไฟฟ้าแบบคอลัมน์ที่จัดส่งให้กับผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ของเกาหลีใต้สำหรับรถยนต์ 3 แพลตฟอร์ม โดยมีกำลังการผลิต 800,000 หน่วยต่อปี แรงบิดช่วยของ EPS: สูงสุด 45 N·m มอเตอร์: 12 V แบบไร้แปรงถ่าน DC, 500 W ชุดเฟืองตัวหนอน: แบบสตาร์ทเดี่ยว โมดูล 1.25 อัตราส่วน 16:1 เฟืองตัวหนอน: เหล็กกล้าคาร์บอนขึ้นรูปเย็นเคลือบสารป้องกันการกัดกร่อน Geomet (แทนการชุบสังกะสีเพื่อป้องกันการเปราะจากไฮโดรเจน) ขัดเงา Ra 0.3 µm ล้อ: PA66-GF30 (ไนลอนเสริมใยแก้ว 30 เปอร์เซ็นต์ — พลาสติกที่มีความแข็งแรงสูงสุดสำหรับล้อเฟืองตัวหนอนในยานยนต์) ระยะคลอน: ต่ำกว่า 5 arcmin (ความไวในการรับรู้พวงมาลัย) NVH: ต่ำกว่า 40 dB(A) ที่ระยะ 1 เมตร (วัดระหว่างการทดสอบ PPAP ขั้นสุดท้าย) ข้อกำหนด Cpk: ระยะคลายตัว Cpk 1.67 (สำคัญด้านความปลอดภัย), ความสามารถในการรับแรงบิด Cpk 1.67, รูปทรงฟัน Cpk 1.33, ระดับเสียง Cpk 1.33 ผ่านการรับรอง PPAP ระดับ 3 พร้อมรายงานมิติครบถ้วน, การรับรองวัสดุ, แผนผังกระบวนการผลิต, แผนควบคุม และการศึกษาความสามารถของกระบวนการเบื้องต้น ต้นทุนต่อคู่: 4.20 ดอลลาร์สหรัฐฯ ที่ปริมาณการผลิต 800,000 หน่วยต่อปี รายได้ต่อปีจากแอปพลิเคชันเดียวนี้: 3.36 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ
กรณีที่ 2 — ผู้ผลิตชิ้นส่วนระดับ 2 จากญี่ปุ่น: กลไกปรับระดับกระจกหน้าต่าง, ชิ้นส่วนที่มีความสำคัญต่อระดับเสียงและการสั่นสะเทือน (NVH) จำนวน 3.2 ล้านชิ้นต่อปี
ผู้ผลิตเฟืองตัวหนอนคู่จากญี่ปุ่นได้จัดส่งเฟืองควบคุมกระจกหน้าต่างให้กับซัพพลายเออร์โมดูลกระจกหน้าต่างระดับ Tier 1 ของญี่ปุ่น เพื่อจำหน่ายในรถยนต์ 5 แพลตฟอร์ม ในปริมาณ 3.2 ล้านหน่วยต่อปี (4 กระจกต่อคัน × 800,000 คัน) แรงบิดเอาต์พุต: 5 นิวตันเมตร มอเตอร์: 12 โวลต์ DC แบบแปรงถ่าน 80 วัตต์ เฟืองตัวหนอนคู่: แบบสตาร์ทเดี่ยว โมดูล 0.8 อัตราส่วน 55:1 ตัวหนอน: เหล็กกล้าคาร์บอนขึ้นรูปเย็น เคลือบฟอสเฟต เกลียวรีด (ไม่ได้เจียร — ปรับต้นทุนให้เหมาะสมสำหรับขนาดโมดูล 0.8 ซึ่งการเจียรมีราคาแพงเกินไป) ล้อ: POM (อะซีทัล — เลือกใช้แทน PA66 เพื่อลดเสียงรบกวนที่โหลดเบา 5 นิวตันเมตร และไม่จำเป็นต้องใช้ใยแก้วที่ระดับแรงบิดนี้) ระยะคลอน: ต่ำกว่า 15 อาร์คมิน (มีความสำคัญน้อยกว่า EPS — ตำแหน่งกระจกหน้าต่างไม่ต้องการความแม่นยำระดับพวงมาลัย) NVH: ต่ำกว่า 42 dB(A) ที่ 0.3 เมตร (ระยะห่างจากแผงประตูถึงหูผู้โดยสาร) การทดสอบลดเสียงรบกวน 100 เปอร์เซ็นต์ ณ จุดสิ้นสุดสายการผลิต ที่ความเร็วในการทำงาน 3 ระดับ (ช้า ปานกลาง เร็ว) ต้นทุนต่อคู่: 1.85 ดอลลาร์สหรัฐฯ ที่ปริมาณการผลิต 3.2 ล้านชิ้น ดูรายละเอียดเพิ่มเติม เกียร์ทดรอบแบบหนอนสำหรับยานยนต์ ตัวเลือกสำหรับการใช้งาน EPS, กลไกควบคุมกระจก และกลไกควบคุมตัวถังรถยนต์
กรณีที่ 3 — ผู้ผลิตชิ้นส่วนอะไหล่รถยนต์จากเวียดนาม: มอเตอร์กระจกไฟฟ้าอเนกประสงค์ เน้นต้นทุนต่ำ 200,000 ชิ้นต่อปี
ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์หลังการขายจากเวียดนามผลิตมอเตอร์กระจกไฟฟ้าแบบใช้ได้กับรถยนต์หลายรุ่นสำหรับตลาดอะไหล่ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ในอัตรา 200,000 หน่วยต่อปี ข้อกำหนดสำหรับตลาดอะไหล่หลังการขายนั้นเข้มงวดน้อยกว่า OEM: ไม่มี PPAP ไม่มีข้อกำหนด Cpk อย่างเป็นทางการ ไม่มีการทดสอบเสียงรบกวนในขั้นตอนสุดท้าย เป้าหมาย NVH: ต่ำกว่า 50 dB(A) (ลูกค้าในตลาดอะไหล่หลังการขายยอมรับเสียงรบกวนได้มากกว่าผู้ซื้อ OEM 6 ถึง 8 dB(A)) เฟืองตัวหนอน: แบบสตาร์ทเดี่ยว โมดูล 1 อัตราส่วน 50:1 เฟืองตัวหนอน: เหล็กกล้าคาร์บอนขึ้นรูปเย็น ชุบสังกะสี เกลียวแบบ Hobbed Ra 1.2 µm (ไม่มีการเจียร - เน้นต้นทุน) ล้อ: POM (วัสดุเดียวกับ OEM แต่ค่าความคลาดเคลื่อนในการฉีดขึ้นรูปผ่อนคลายจากบวกหรือลบ 0.02 มม. เป็นบวกหรือลบ 0.05 มม. - แม่พิมพ์ราคาถูกกว่าและอายุการใช้งานแม่พิมพ์ยาวนานกว่า) ระยะคลายตัว: 20 ถึง 30 arcmin (เพียงพอสำหรับการทำงานของกระจก ไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำระดับพวงมาลัย) การควบคุมคุณภาพ: ตรวจสอบขนาดตัวอย่าง (5 ชิ้นต่อกะ) บวกกับการตรวจสอบเสียงรบกวนแบบสุ่ม 10 เปอร์เซ็นต์ ต้นทุนต่อคู่: 0.65 ดอลลาร์สหรัฐฯ ที่ปริมาณ 200,000 ชิ้น ชิ้นส่วนอะไหล่ราคา 0.65 ดอลลาร์สหรัฐฯ นี้ สามารถใช้งานยกกระจกได้เพียงพอ แต่ไม่ตรงตามข้อกำหนดด้าน NVH หรือความน่าเชื่อถือของ OEM เนื่องจากได้รับการออกแบบมาสำหรับอายุการใช้งานในตลาดอะไหล่ 5 ปี / 20,000 รอบการใช้งาน เทียบกับข้อกำหนดของ OEM ที่ 15 ปี / 40,000 รอบการใช้งาน
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: เหตุใดเฟืองตัวหนอนคู่ในรถยนต์จึงใช้ล้อพลาสติกแทนที่จะใช้ล้อทองแดง?
มีสามเหตุผลหลัก ได้แก่ เสียง (POM และ PA66 ผลิตเสียงเสียดสีน้อยกว่าบรอนซ์ 10 ถึง 15 dB(A) ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับ NVH ในห้องโดยสาร) น้ำหนัก (ล้อพลาสติกมีน้ำหนักเบากว่าบรอนซ์ 60 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของรถยนต์) และต้นทุน (ล้อพลาสติกราคา 0.15 ถึง 0.40 ดอลลาร์สหรัฐ ในขณะที่บรอนซ์ราคา 1.50 ถึง 4.00 ดอลลาร์สหรัฐต่อล้อ ซึ่งเป็นความแตกต่างของต้นทุน 5 ถึง 10 เท่า และเป็นปัจจัยสำคัญในการผลิตจำนวนหลายล้านชิ้น) ข้อเสียคือความทนทาน: ล้อพลาสติกมีอายุการใช้งานสั้นกว่าบรอนซ์ที่แรงบิดเท่ากัน และมีความไวต่ออุณหภูมิ (PA66 สูญเสียความแข็งแรง 30 เปอร์เซ็นต์ที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส ซึ่งอาจเกิดขึ้นใกล้กับตัวกระตุ้นที่ติดตั้งในห้องเครื่องยนต์) สำหรับภาระเบาและอุณหภูมิปานกลางของกลไกควบคุมกระจกและตัวปรับเบาะนั่ง พลาสติกก็เพียงพอแล้วในทุกกรณี
ถาม: PPAP คืออะไร และทำไมจึงมีความสำคัญสำหรับผู้ผลิตเฟืองตัวหนอน?
PPAP (Production Part Approval Process) คือวิธีการของอุตสาหกรรมยานยนต์ในการตรวจสอบว่าซัพพลายเออร์สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ตรงตามข้อกำหนดได้อย่างสม่ำเสมอ การยื่นขอ PPAP สำหรับชุดเฟืองตัวหนอนประกอบด้วย 18 รายการ ได้แก่ บันทึกการออกแบบ เอกสารการเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรม ผลการวัดขนาด (แบบแปลนเต็มรูปแบบของชิ้นส่วนตัวอย่าง 5 ชิ้น) ผลการทดสอบวัสดุ แผนผังกระบวนการผลิต PFMEA (Process Failure Mode and Effects Analysis) แผนควบคุม การวิเคราะห์ระบบการวัด การศึกษาความสามารถของกระบวนการเบื้องต้น (ข้อมูล Cpk) และหนังสือรับรองการส่งมอบชิ้นส่วนที่ลงนามโดยผู้จัดการคุณภาพของซัพพลายเออร์ การอนุมัติ PPAP ต้องได้รับก่อนการจัดส่งสินค้าครั้งแรก และต้องยื่นใหม่หากกระบวนการผลิต วัสดุ เครื่องมือ หรือสถานที่ผลิตเปลี่ยนแปลง ซัพพลายเออร์ที่ไม่สามารถดำเนินการ PPAP ให้เสร็จสมบูรณ์ได้จะไม่สามารถขายสินค้าให้กับผู้ผลิตรถยนต์ได้
ถาม: ชุดเฟืองตัวหนอนในระบบพวงมาลัยไฟฟ้าแตกต่างจากที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมอย่างไร?
เฟืองตัวหนอนของระบบ EPS เป็นแบบสองทิศทาง (ผู้ขับขี่สามารถควบคุมการทำงานของมอเตอร์ได้โดยการหมุนพวงมาลัย ซึ่งจะทำให้เฟืองตัวหนอนหมุนย้อนกลับผ่านล้อ) – ซึ่งแตกต่างจากเฟืองตัวหนอนแบบล็อคตัวเองในอุตสาหกรรมที่การหมุนย้อนกลับถูกป้องกัน เฟืองตัวหนอนของ EPS มีมุมนำที่สูงกว่าเล็กน้อย (ใกล้กับขอบเขตของมุมเสียดทาน) เพื่อให้สามารถหมุนย้อนกลับได้ด้วยแรงปานกลาง ในขณะที่ยังคงให้การล็อคตัวเองที่เพียงพอเพื่อป้องกันไม่ให้แรงสั่นสะเทือนจากพื้นถนนส่งไปถึงผู้ขับขี่ การออกแบบมุมนำที่สมดุลนี้เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของ EPS – ไม่มีระบบเฟืองตัวหนอนแบบอื่นใดที่ทำงานใกล้กับขอบเขตการล็อคตัวเองโดยเจตนา ขอบเขตนั้นแคบมาก: การล็อคตัวเองมากเกินไปจะทำให้พวงมาลัยรู้สึกหนัก; น้อยเกินไปจะทำให้แรงสั่นสะเทือนจากพื้นถนนส่งไปถึงพวงมาลัย
ถาม: ปริมาณการผลิตเท่าใดจึงจะคุ้มค่ากับการใช้เครื่องมือระดับเดียวกับที่ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์สำหรับการผลิตเฟืองตัวหนอน?
ปริมาณการผลิตที่คุ้มทุนสำหรับการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ (แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับล้อรถยนต์ แม่พิมพ์ขึ้นรูปเย็นสำหรับชิ้นส่วนเหล็ก การประกอบและการทดสอบอัตโนมัติ) โดยทั่วไปอยู่ที่ 50,000 ถึง 100,000 ชิ้นต่อปี หากปริมาณการผลิตต่ำกว่านี้ ค่าเสื่อมราคาเครื่องมือต่อหน่วยจะสูงกว่าเงินออมจากวิธีการผลิตจำนวนมาก และการผลิตด้วยเครื่องจักรในระดับอุตสาหกรรมจะคุ้มค่ากว่า เมื่อปริมาณการผลิตเกิน 100,000 ชิ้น ต้นทุนต่อหน่วยจะลดลงอย่างรวดเร็วตามปริมาณการผลิต: ล้อ POM มีต้นทุนประมาณ 0.35 ดอลลาร์สหรัฐที่ปริมาณ 100,000 ชิ้น 0.20 ดอลลาร์สหรัฐที่ 500,000 ชิ้น และ 0.12 ดอลลาร์สหรัฐที่ 3 ล้านชิ้น ต้นทุนของชิ้นส่วนเหล็กก็มีแนวโน้มคล้ายกัน แต่มีความชันน้อยกว่า (แม่พิมพ์ขึ้นรูปเย็นเหล็กมีราคาแพงกว่า แต่ใช้งานได้นานกว่าแม่พิมพ์พลาสติก)
ถาม: อัตราการเคลมประกันโดยทั่วไปสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนในรถยนต์อยู่ที่เท่าไร?
ผู้ผลิตชิ้นส่วนระดับ OEM ที่มุ่งเป้าไปที่ผู้ผลิตรถยนต์ในเกาหลี ญี่ปุ่น และยุโรป ตั้งเป้าหมายอัตราการเคลมประกันรวมต่ำกว่า 50 PPM (รวมทุกโหมดความเสียหาย) ตลอดระยะเวลาการรับประกันรถยนต์ (โดยทั่วไปคือ 5 ปี / 100,000 กม.) ส่วนผู้ผลิตรถยนต์ระดับพรีเมียม (แบรนด์หรูจากเยอรมัน) ตั้งเป้าหมายไว้ที่ต่ำกว่า 10 PPM โหมดความเสียหายที่พบบ่อยที่สุดสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนคือเสียงดัง – ชุดเฟืองทำงานได้ตามปกติ แต่เกิดเสียงที่ลูกค้าสามารถรับรู้ได้และทำให้เกิดการร้องเรียน โดยทั่วไปแล้ว การเคลมเรื่องเสียงดังคิดเป็น 60 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณการเคลมประกันชุดเฟืองตัวหนอนทั้งหมด ความเสียหายทางกล (ฟันเฟืองหัก การคลายตัวมากเกินไป) คิดเป็น 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลือเป็นการเคลมด้านสิ่งแวดล้อม (น้ำรั่วซึมผ่านซีลประตูทำให้กลไกควบคุมกระจกเสียหาย การกัดกร่อนในสภาพอากาศชายฝั่ง)
เฟืองตัวหนอนสำหรับยานยนต์เป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณการผลิตสูงที่สุด คุณภาพเข้มงวดที่สุด และต้นทุนแข่งขันได้มากที่สุดในตลาดเฟืองตัวหนอนทั่วโลก โดยมีการผลิต 6 ถึง 18 ล้านคู่ต่อปีสำหรับผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่รายเดียว ซึ่งควบคุมด้วยกระบวนการ SPC (Cpk 1.33 ถึง 1.67) แทนการตรวจสอบทีละชิ้น และมีราคา 0.65 ถึง 4.20 ดอลลาร์สหรัฐต่อคู่ เทียบกับ 50 ถึง 15,000 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับงานอุตสาหกรรมที่กล่าวถึงในบทความ A01 ถึง A29 เมทริกซ์ควบคุมคุณภาพ SPC แปลงการจำแนกความสำคัญของยานยนต์ (สำคัญด้านความปลอดภัย สำคัญด้าน NVH สำคัญ) ไปเป็นเป้าหมาย Cpk และวิธีการทดสอบที่ควบคุมทุกมิติ ทุกพื้นผิว และทุกสัญญาณเสียงของทุกคู่ที่ผลิต ล้อพลาสติก (POM, PA66-GF) เป็นวัสดุที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากให้ความเงียบด้าน NVH การลดน้ำหนัก และต้นทุนต่อหน่วยที่ตรงตามความต้องการของเศรษฐศาสตร์ยานยนต์ ซึ่งเป็นข้อแลกเปลี่ยนที่ไม่มีในงานอุตสาหกรรมใดในชุดข้อมูลนี้มี
สำหรับซัพพลายเออร์ระดับ Tier 1 และ Tier 2 ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ฝ่ายวิศวกรรมของเราจัดเตรียมชุดเฟืองตัวหนอนที่พร้อมสำหรับ PPAP พร้อมเอกสาร SPC รายงานความสามารถของกระบวนการ และโปรโตคอลการทดสอบขั้นสุดท้าย แคตตาล็อกมาตรฐาน ชุดเฟืองตัวหนอนเกรดสำหรับยานยนต์ ครอบคลุมการใช้งาน EPS, กลไกปรับกระจก, กลไกปรับเบาะ และกลไกควบคุมตัวถัง ตั้งแต่โมดูล 0.6 ถึง 2.0 พร้อมตัวเลือกล้อ POM และ PA66-GF ส่งคำขอ ข้อกำหนดการขับเคลื่อนยานยนต์ โดยระบุประเภทการใช้งาน ปริมาณการใช้งานต่อปี เป้าหมาย NVH และข้อกำหนดระดับ PPAP
กำลังระบุคู่เฟืองตัวหนอนสำหรับชิ้นส่วน OEM หรือชิ้นส่วนอะไหล่ทดแทนในรถยนต์ใช่หรือไม่?
โปรดระบุประเภทการใช้งาน (EPS, กระจกหน้าต่าง, เบาะนั่ง, หลังคาซันรูฟ, กระจกมองข้าง), ปริมาณการใช้งานต่อปี, เป้าหมาย NVH, การจำแนกความสำคัญ, ระดับ PPAP และข้อกำหนด IATF 16949 เราจะจัดเตรียมข้อกำหนดที่ผ่านการตรวจสอบ SPC พร้อมเอกสารแสดงความสามารถของกระบวนการให้
บรรณาธิการ: Cxm
