Классификация автодисков, методы изготовления дисков авто
Диски

Классификация автодисков и технологии их изготовления

В процессе движения все моменты и усилия, возникающие между автомобилем и дорогой, воспринимают колёса, поэтому очень важно, чтобы они могли выдерживать циклические нагрузки, противостоять ударам. Основную роль здесь играют колёсные диски, и каждый автовладелец хочет купить самые лучшие и надёжные. Учитывая высокий технический уровень современного автотранспорта, классификация автодисков и технологии их изготовления отличаются значительным разнообразием.

выбор дисков
Современный выбор дисков просто поражает

Какими бывают колёсные диски

До середины прошлого века диски для автомобильных колёс изготавливали по одной технологии: раскаткой стальных полос, холодной штамповкой и последующей сваркой, что обеспечивало не только относительную близость размеров к необходимым, но и приемлемую для всех слоёв населения дешевизну.

Причём, неточную геометрию и плохой баланс колёс никто не считал недостатками, так как скоростные характеристики автомобилей тех времён были весьма невысокие. Сегодня же всё изменилось, современные машины способны развивать скорости до 300 км/ч, поэтому не только покрышки, но и диски должны соответствовать.

Классификация автодисков по методу изготовления

Современные диски очень многообразны как по технологиям изготовления и используемому сырью, так и по внешнему виду и назначению, но, несмотря на это, их можно поделить на отдельные группы. Железную штамповку мы здесь рассматривать не будем, а легкосплавные диски по способу изготовления можно классифицировать так:

  1. Литьё.
  2. Ковка (горячая штамповка).
  3. Комбинирование с применением нескольких технологий.

Примечание: У комбинированных дисков на профилированном ободе может быть как литой, так и кованый диск.

диски
Ковка/хромированное литьё

Классификация автодисков по виду сплава и конструкции

По материалу изготовления диски бывают из стали, алюминиевого, магниевого или титанового сплава. Конструктивно кованые и литые диски могут быть не только одноэлементными, но и двухэлементными — с диском, приваренным к профилированному ободу. Бывают так же диски и трёхэлементными — в них лицевой форм-фактор соединён с ободом болтами, и соответственно, всё это может разбираться для замены одного фрагмента.

разборный диск

Классификация автодисков по стилю оформления

В зависимости от назначения автомобилей, для которых предназначены колёсные диски, стиль их исполнения может быть:

  1. коммерческим (основная масса легковых машин);
  2. спортивным (для скоростных машин);
  3. внедорожным (для полноприводных автомобилей с формулой привода 4х4);
  4. эксклюзивным (единственным в своём роде).
Классификация автодисков
Спортивный диск
диск для внедорожника
Вариант для внедорожника
эксклюзивный диск
Вот что значит эксклюзивный диск

Классификация автодисков по дизайну лицевой части

Наиболее пространно колёсные диски классифицируются по принципу исполнения форм-фактора. По данному признаку диски можно поделить на модели:

  • с цельными, сдвоенными или строенными в форме звезды спицами;
  • трёхлепестковые;
  • четырёхспицевые;
  • с радиально расположенными множественными спицами (минимум 8, максимум 20);
  • со скрещенными спицами;
  • с изогнутыми спицами (вогнутыми или выпуклыми, с изгибом в области качения колеса);
  • с параллельно сдвоенными спицами;
  • ажурные;
  • с Y-образными вилками;
  • с вентиляционными отверстиями.
Классификация автодисков
Наиболее популярные типы дизайна «звезда» и многоспицевый

Интересное о технологиях производства дисков

По мере развития автомобильной промышленности, производство колёсных дисков тоже стало модернизироваться. В 1950-х годах на машины стали устанавливать алюминиевые диски, правда, сначала только на спортивные, и только за рубежом. В нашей стране первые попытки произвести диски из алюминиевых сплавов стали делать в 80-х, но массовый выпуск начался только ближе к нулевым годам.

железные диски
В середине прошлого века все машины ездили на железных дисках

Несмотря на то, что сегодня в стране есть несколько вполне достойных производителей колёсных дисков, основной ассортимент литья и ковки на прилавках магазинов импортный. Наиболее распространены технологии объёмной штамповки и раскатки (она же ковка); литья под низким давлением; комбинирования литьевых и деформационных методов получения отдельных элементов, а потом их соединение болтами или сваркой. Рассмотрим эти способы более подробно.

Объёмная штамповка в матрице

Кованый диск формируется методом горячей штамповки в разъёмной или неразъёмной матрице. При такой обработке металл приобретает волокнистую структуру с заданным направлением волокон, и это помогает достичь наивысшей прочности. Минус у такой технологии только один — высокая цена, обусловленная большим количеством отходов.

Технология горячей штамповки предусматривает несколько этапов производства. Сначала формируют цилиндрические металлические столбы определённого диаметра, которые затем нарезают на болванки нужной ширины и отправляют на пресс для осадки. Потом в заготовках прошивают центральное отверстие и, каждый раз предварительно разогревая сплав, пропускают ещё через несколько прессов с различным усилием.

Заготовки дисков
Заготовки под диск с прошитым центральным отверстием

Пройдя столь длительный путь, болванка постепенно превращается в диск, а нагрев и медленное деформирование практически исключают вероятность возникновения трещин и разрывов. Их закаливают, выборочно проверяют структуру волокон, и, удостоверившись в надлежащем качестве, отправляют заготовки на механическую обработку токарными и фрезерными станками с числовым программным управлением (ЧПУ).

производство дисков
Превращение болванки в колёсный диск происходит с большим отходом стружки

При пластическом деформировании металла измельчается его кристаллическая решётка, самоликвидируются внутренние дефекты, в результате чего и происходит упрочнение. По этой причине прочность дисков, изготовленных по этой технологии, получается вдвое выше, чем у других. Это позволяет делать стенки обода процентов на двадцать тоньше, чем у литья — соответственно, диск одного и того же типоразмера и дизайна получится на порядок легче.

Кованые диски отлично работают на неровных дорогах, и расколоть их при ударе практически невозможно. Небольшие замятия вполне можно отреставрировать, но если диск помялся сильно, из-за нарушенной структуры металла его придётся только менять.

При изготовлении дисков по технологии горячей штамповки, в полноценные изделия превращается только 40% исходного сырья. Остальное выгорает в печах и при токарной обработке превращается в стружку — отсюда и такая высокая цена дисков.

Объёмная штамповка дисков с раскаткой

При объёмной штамповке может применяться и метод раскатки. Суть его заключается в том, что штамповке подвергается не только заготовка до оформления ступицы, но и полотна с ребордой и прилегающей цилиндрической частью, из которых потом формируются обода.

Отформованный обод с ребордой обжимается роликом до тех пор, пока он не приобретёт толщину с учётом размера калибровки. Для подгонки размеров применяют калибровочный ролик с соответствующей формой профиля.

Примечание: Способ штамповки с раскаткой сохраняет мелкодисперсную структуру металла, что даёт возможность применять локальное деформирование, и при незначительных усилиях получать диски сложного дизайна и большого диаметра.

Диски со сложным дизайном
Диски со сложным дизайном изготавливают объёмной штамповкой с раскаткой

ЛНД — литьё под низким давлением

Наиболее важным преимуществом литьевой технологии является возможность получения качественных заготовок при сниженных трудовых, энергетических и материальных затратах. Это привлекательно как для производителей, так и для потребителя, поэтому основная масса дисков в наших магазинах именно литые.

  • Проблема данной технологии заключается в том, что металл литого изделия имеет ненаправленную кристаллизацию. Это не способствует механической прочности, поэтому конструкторы просто вынуждены делать стенки дисков более толстыми.
  • Плохо, что нет стабильности в показателях: колёсные диски из разных партий могут значительно отличаться по характеристикам, а любое отклонение в химическом составе сплава или технологии обработки способно значительно изменить свойства конечного изделия.

На заметку: Из-за нестабильности характеристик литья предприятия, изготавливающие диски по этой технологии, вынуждены не только исследовать структуру металла-сырца до его запуска в производство, но и осуществлять полный рентгеновский контроль всех выходящих с конвейера дисков.

  • Технологический процесс заключается в заполнении полостной формы расплавом, и его затвердеванием под воздействием инертного газа или воздуха с избыточным давлением. Хоть давление и называется избыточным, оно не превышает 0,1 МПа — поэтому технология и называется литьём под низким давлением.
  • При его осуществлении можно отливать участки сложной конфигурации, с неодинаковой толщиной металла. А чтобы отдельные части отливки затвердевали в заданной последовательности, скорость заполнения формы расплавом, и процесс теплообмена между заливкой и формой, регулируется.
Литой диск
Литой диск с участками металла переменной толщины

Технологические этапы при литье дисков

В целом, порядок выполнения технологических операций при литьевом способе изготовления такой:

  1. Разработка модели диска.
  2. Изготовление оснастки для изделий определённого дизайна и размера.
  3. Контроль качества исходного сырья.
  4. Изготовление расплава.
  5. Заливка сплава в формы.
  6. Механическая обработка заготовки (расточка центрального отверстия, сверловка дырок под крепления).
Расточка дисков
Расточка центрального отверстия на диске
  1. Рентгеновский и визуальный контроль.
  2. Отправка в покрасочную камеру.
  3. Упаковка и складирование.

Комбинация методов литья и штамповки — заключение

У каждого из описанных выше способов изготовления дисков есть свои достоинства и недостатки, поэтому многие производители, дабы оптимизировать свои затраты, предпочитают их комбинировать.

Наиболее перспективным производственным процессом считается симбиоз литейного способа с деформационным — например, когда обод делают методом раскатки, а лицевую часть диска — отливают. Такой диск получается более лёгким, столь же прочным, как и кованый, однако может продаваться по цене литого, что немаловажно.

Существует несколько передовых технологий раскатки обода, позволяющих значительно снизить его вес, не только не теряя прочности, но и увеличивая её на 35-40%. Одной их наиболее популярных стала технология Flow Forming, применяемая ведущими японскими и европейскими производителями. В ней обод изготавливается литьём, потом подвергается предварительной механической обработке и после прогрева раскатывается.

диски больших диаметров
Почти все диски больших диаметров делают по технологии Flow Forming

После раскатки обод проходит стадию рентгеновского контроля и отправляется на дальнейшую обработку: сначала термическую, потом пескоструйную и далее механическую, в процессе которой к нему приваривается отформованная в матрице лицевая часть диска.

Соединение проверяют на герметичность, после чего диск отправляют на покраску и подвергают заключительной проверке. Обычно технологии комбинирования применяют при изготовлении дисков диаметром от 17 дюймов — ведь именно большие размеры с замысловатым дизайном и неубиваемым покрытием, стоят дороже всего.

Комментарии

17 + девять =

Adblock
detector