Из какого металла сделан кузов автомобиля.

Из какого металла сделан кузов автомобиля. Материалы, из которых производят кузов современного автомобиля

Для изготовления кузова необходимо сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.

Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении кузовов авто.

Сталь для кузова автомобиля

Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой. Недостатками этого материала являются высокая плотность (кузова получаются тяжелыми) и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных и дорогостоящих мероприятий по защите от коррозии .

Сталь имеет хорошие свойства, позволяющие изготавливать детали различной формы, и с помощью различных способов сварки соединять необходимые детали в целую конструкцию. Разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.

Изготавливается кузов в несколько этапов. С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы, но и ручные виды сварки также применяются.

Преимущества стали:

  • низкая стоимость,
  • высокая ремонтопригодность кузова,
  • отработанная технология производства и утилизации.

Недостатки стали:

  • самая большая масса,
  • требуется антикоррозийная защита от коррозии,
  • потребность в большом количестве штампов,
  • дороговизна,
  • ограниченный срок службы.

Кузов Mercedes-Benz CL является примером гибридной конструкции, т.к. при изготовлении применялись – алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали изготовлены днище багажного отделения и каркас моторного отсека, и некоторые отдельные элементы каркаса. Из алюминия изготовлен ряд наружных панелей и деталей каркаса. Из магния изготовлены каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и передние крылья.

Алюминий для кузова автомобиля

Алюминиевые сплавы применяются в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения акустической характеристики кузова.

Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.

Достоинства алюминия:

  • возможность изготовить детали любой формы,
  • кузов легче стального, при этом прочность равная,
  • легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,
  • устойчивость к коррозии, а также низкая цена технологических процессов.

Недостатки алюминия:

  • низкая ремонтопригодность,
  • необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей,
  • необходимость специального оборудования,
  • значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.

Стеклопластик и пластмассы

Около 80% пластмасс, применяемых в автомобилях, приходится на пять типов материалов: полиуретаны, поливинилхлориды, полипропилены, АБС-пластики, стеклопластики. Остальные 20% составляют полиэтилены, полиамиды, полиакрилаты, поликарбонаты.

Из стеклопластиков изготовляют наружные панели кузовов, что обеспечивает существенное уменьшение массы автомобиля. Из полиуретана делают подушки и спинки сидений, противоударные накладки. Сравнительно новым направлением является применение этого материала для изготовления крыльев, капотов, крышек багажника.

Поливинилхлориды применяют для изготовления многих фасонных деталей (щиты приборов, рукоятки) и обивочных материалов (ткани, маты). Из полипропилена делают корпуса фар, рулевые колеса, перегородки и многое другое. АБС-пластики используют для различных облицовочных деталей.

Технология изготовления кузовных деталей из стеклопластика в следующем: в специальные матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, затем оставляют для ее полимеризации на определенное время. Имеется несколько способов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов – одна деталь), наружная панель из пластика, установленная на алюминиевом или стальном каркасе, а также идущий без перерывов кузов с интегрированными в его структуру силовыми элементами.

Достоинства стеклопластика:

  • при высокой прочности маленький вес,
  • поверхность деталей обладает хорошими декоративными качествами,
  • простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,
  • большие размеры кузовных деталей.

Недостатки стеклопластика:

  • высокая стоимость наполнителей,
  • высокое требование к точности форм и к чистоте,
  • время изготовления деталей достаточно продолжительное,
  • при повреждениях сложность в ремонте.

Автомобильная промышленность не стоит на месте и развивается в угоду потребителю, который хочет быстрый и безопасный автомобиль. Это приведет к тому, что в производстве авто используются новые, отвечающие современным требованиям материалы. О том, как собирают машины «отверточным методом» — в данной статье .

Добрый день, сегодня мы расскажем о том, из чего изготавливают автомобильный кузов , какие материалы применяют при производстве , а также при помощи, каких технологий осуществляется этот важный процесс. Кроме того, узнаем, какие существуют основные разновидности металлов , пластика и прочих материалов , которые зачастую используются при производстве элементов кузова транспортного средства, а также рассмотрим, какими преимуществами с недостатками обладает то или иное сырье в отдельности каждого вида . В заключении мы поговорим о том, какой материал на сегодняшний день является самым востребованным у автопроизводителей , а также от чего зависит качество и долговечность готового кузова машины.

КАК СОБИРАЮТ АВТОМОБИЛИ LEXUS И TOYOTA

ЧТО ТАКОЕ КРУПНОУЗЛОВАЯ СБОРКА АВТОМОБИЛЕЙ

Кузов любого автомобиля играет роль несущей конструкцией , в котором использовано при производстве огромное многообразие различных материалов и комплектующих . Чтобы кузов машины отслужил свой срок службы надежно, а также качественно, необходимо понимать, как за ним правильно следить и эксплуатировать . Чтобы это понимать, нужно знать из чего изготовлена несущая конструкция транспортного средства, а также какая технология сварки и производства применялась. Благодаря этой информации , мы сможем без труда определить преимущества и недостатки того или иного типа кузова .

Справочно заметим, что для изготовления кузова нужны сотни отдельно взятых запасных частей , компонентов и деталей , которые затем необходимо очень точно , а также грамотно соединить в единую конструкцию , которая будет объединять в себе все элементы транспортного средства. Чтобы изготовить прочный , при этом безопасный , легкий и по приемлемой стоимости кузов современного автомобиля, нужно постоянно искать различные компромиссы , а также новые технологии с материалами .

1. Изготовление кузова автомобиля из стали. Преимущества и недостатки

Большинство кузовов автомобиля, а точнее его детали изготавливается из разных сортов стали , алюминиевых сплавов и даже пластмассы с добавлением стекловолокна . Но основным материалом на сегодняшний день все же выступает низкоуглеродистая листовая сталь с примерной толщиной в 0,7-2 миллиметра . Благодаря использованию тонкого листа стали , автопроизводителям удалось уменьшить общую массу транспортного средства и при этом увеличить жесткость кузова .


Высокая прочность кузова получается благодаря специальным свойствам и составу стали , а также его способностью к глубокой вытяжке , то есть можно изготавливать детали сложных форм . Кроме того, нельзя забывать, что новые технологии в сварке помогают получать высокотехнологичные соединения . Однако сталь обладает высокой плотностью и слабой коррозионной стойкостью , поэтому такой материал требует специальных дополнительных мероприятий для защиты от коррозии .


В процессе создания кузовов из стали , задача конструкторов заключается в том, чтобы наделить материал прочностью и обеспечить высокий уровень пассивной безопасности . Задача технологов заключается в правильном подборе состава стали , его сочетание с другими сплавами и компонентами , чтобы материал был хорошо штампуем . Задача же металлургов заключается в том, чтобы правильно отлить нужную по составу и качеству сталь . Справочно заметим, что ежегодно разрабатываются десятки новых сортов и марок стали , которые позволяют упростить производство , а также получить заданные специалистами свойства несущей конструкции транспортного средства.


Как правило, изготовление кузова происходит в несколько стадий производственного процесса . Первоначально происходит изготовление , а затем прокатка стальных листов , которые обладают разной толщиной . После этого листы подвергают штамповке для создания определенных деталей машино-комплекта . На заключительной стадии готовые отштампованные детали свариваются специальным методом и собираются в единый несущий узел , он же кузов . Справочно заметим, что почти вся сварка на автозаводах производится специальными высокоточными роботами .


Положительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов :

низкая стоимость материала в сравнении с другим сырьем ;

— четко отработанная технология изготовлени я и утилизации материала;

оптимальная ремонтопригодность готового кузова .


Отрицительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов :

высокая масса материала и готового кузова ;

потребность в специальной штамповке и большом количестве штампов для скрепления деталей;

не высокий срок службы готового кузова .


Что касается негативных сторон при производстве кузова из стали , то благодаря постоянному совершенствованию технологий изготовления автомобильных деталей , а также процесса штамповки , данный материал становится наиболее оптимальным для автопроизводителей. На сегодняшний день, доля высокопрочных сталей в структуре кузова постоянно увеличивается . Сегодня большинство автопроизводителей применяют сверхвысокопрочные сплавы стали нового поколения .

К таким видам материала относят такую марку стали , как TWIP , которая содержит большое количество марганца в своем составе , доля вещества может доходить до 25 процентов . Сталь такого типа обладает высокой пластичностью , устойчивостью к частым деформациям , благодаря чему материал можно подвергать относительному удлинению . Удлинение «ТВИП-стали » может происходит на 50-70 процентов , а пределом прочности служит показатель в 1450 МегаПаскаль . Для сравнения , прочность обычной стали составляет не более 250 МегаПаскаль , а высокопрочной до 600 МегаПаскаль .

2. Изготовление кузова автомобиля из алюминия. Преимущества и недостатки

Что касается автомобильных кузовов из алюминиевых сплавов , то их стали производить совсем недавно, примерно около 15 лет назад, для промышленности это считается маленьким сроком. Как правило, алюминий в автомобилестроении применяют для изготовления отдельных частей кузова , реже всего целиком. В большинстве случаев алюминий используется для производства капотов , крыльев , дверей , крышки багажника , а также прочих элементов и деталей .


Автопроизводителями на сегодняшний день сплавы из алюминия используются в ограниченном количестве. Все это из-за того, что жесткость и прочность алюминиевых сплавов намного ниже, чем у той же стали . В связи с чем толщину деталей из этого материала производители увеличивают , поэтому значительного снижения массы готового кузова получить почти невозможно. Кроме того, такой параметр , как шумоизоляция у алюминиевых деталей также хуже, чем у элементов из стали , к тому же при производстве требуются более сложные процедуры , чтобы достичь оптимального акустического эффекта и добиться положительных характеристик кузова по этому показателю .


Что касается производственного процесса, на котором изготавливают готовый алюминиевый кузов , то он очень схож с ранее описанной процедурой создания несущей конструкции из стали . На первой стадии , детали из листа алюминия подвергают штамповке , а затем собираются в единый цельный узел . При сварке применяется аргон , детали соединяются при помощи специальных заклепок или клея . На завершающей стадии , основные участки будущего кузова подвергают точечной сварке , а затем к стальному каркасу , изготовленному из труб разного сечения , прикрепляются кузовные панели и машино-комплекты .


Положительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов :

Появляется возможность производства кузовных элементов любой формы и сложности ;

масса готового алюминиевого кузова значительно легче стального , при равной прочности ;

— материал легко подвергается обработке , процесс утилизации прост;

— высокая устойчивость к коррозии и ржавчине ;

низкая стоимость технологических процессов при производстве.


Отрицительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов :

Высокая сложность ремонта деталей;

— при производстве используются дорогостоящие крепежи для соединения панелей ;

— необходимость наличия специального высокоточного оборудования ;

— намного дороже стали , в связи с высокими энергозатратами .


Алюминий обладает средней пластичностью иустойчивостью к разного рода деформациям . Такой материал не рекомендуется подвергать удлинению ,в связи с тонкой номинальной толщиной . Пределом прочности алюминия служит показатель в 180-210 МегаПаскаль . Для сравнения , прочность стандартной стали составляет около 240-250 МегаПаскаль , а высокопрочной в районе 500-600 МегаПаскаль .

3. Изготовление кузова автомобиля из стеклопластика и пластмассы. Преимущества и недостатки

Что касается производства кузова из стеклопластика , то имеется в виду такой материал , как волокнистый наполнитель , который специально пропитывается полимерными смолами . Как правило, материал такого вида используется для облегчения общей массы готового кузова . Самыми известными наполнителями , он же стеклопластик являются стеклоткань , кевлар и карбон .


Справочно заметим, что примерно 85 процентов пластмасс , которые применяются в автомобилестроении , приходятся на 5 основных видов материалов , такие как полиуретаны , поливинилхлориды , ABS-пластик , полипропилены и стеклопластики . Около 15 оставшихся процентов приходится на полиэтилены , полиакрилаты , полиа миды , поликрбонаты и прочие материалы.


Кроме того, из разных видов стеклопластика производят наружные панели кузовов , что в свою очередь обеспечивает значительное снижение массы готового транспортного средства. Например из полиуретана изготавливают подушки и спинки сидений , накладки противоударного типа и прочие компоненты . Буквально, как пару лет назад из стеклопластика начали в массовом порядке производить такие элементы кузова , как капоты , крылья , двери и крышки багажников .


Положительные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов :

Имея высокую прочность , деталь имеет небольшой вес ;

внешняя поверхность элементов обладает оптимальными декоративными параметрами ;

простота изготовления элементов, которые имеют сложную форму ;

Имеется возможность производства деталей крупных размеров .


Отрицательные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов :

— сравнительно высокая цена на наполнители ;

высокие требования к точности форм , разметке и готовой детали ;

производство деталей осуществляется продолжительное время;

Высокая сложность в ремонте при повреждении деталей.


Справочно заметим, что довольно часто такие материалы, как поливинилхлориды используются для производства фасонных деталей , например рукояток , панелей приборов и прочие элементы. Зачастую поливинилхлориды применяют совместно с обивочными материалами , на примере разных тканей . Что касается полипропилена , то из него часто изготавливают корпуса фар , рулевые колонки , воздуховоды и прочие элементы. ABS-пластик используют для облицовки деталей , как интерьера , так и экстерьера автомобиля.

Видео обзор: «Из чего изготавливают кузов автомобиля. Какие материалы используются при производстве»

В заключении отметим, что автомобильная промышленность сегодня не стоит месте и старается развиваться лицом к покупателю, который хочет динамичную , экономичную , надежную , безопасную и при этом недорогую машину. Все это ведет автомобилестроение к тому, что в производстве транспортных средств применяются новые технологии и материалы , которые отвечают современным требованиям , а также стандартам .

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

04/11/2012 0:50 85

Кузов автомобиля – это сложная и металлоемкая часть транспортного средства, которая служит для размещения водителя, пассажиров и груза. От состояния данного элемента зависит не только внешний вид автомобиля , но и такие важные параметры, как обтекаемость, комфортность и безопасность.

Современный кузов автомобиля обычно делают бескаркасным. Он представляет из себя жесткую сварную конструкцию, состоящую из:

основания (пола) со специальными подрамниками для установкитрансмиссии и двигателя ;

передней и задней частей;

левой и правой боковин;

задних и передних крыльев;

К элементам окончательной отделки кузова относятся:

бамперы (защищают переднюю и заднюю часть кузова при столкновениях на малых скоростях);

наружная отделка и защитные декоративные накладки (используется для улучшения аэродинамических характеристик автомобиля);

остекление кузова;

дверные замки (играют существенную роль в обеспечении пассивной безопасности);

сиденья (обеспечивают пассивную и активную безопасность);

внутренняя отделка .

При проектировании кузова производитель учитывает целый ряд факторов: размер и тип двигателя, габариты ведущих мостов, пространство необходимое для установки колес, объем и местоположение топливного бака, аэродинамические характеристики, дорожный просвет, обзорность, комфорт и безопасность при эксплуатации, технологичность изготовления, ремонтопригодность и многое другое. Полученная в итоге конструкция должна иметь как можно большую жесткость при кручении и изгибе, низкую частоту колебаний, хорошо поглощать кинетическую энергию удара во время аварии, а также быть стойкой к воздействию постоянных напряжений, которые могут привести к возникновению трещин и разрушению сварных швов. Основным условием для удовлетворения этим требованиям является правильный выбор материалов, используемых при изготовлении кузова автомобиля .

В настоящий момент наибольшую популярность получили:

a) Тонколистовая сталь.

Из тонколистовой стали (0,6 до 3 мм) изготавливается оболочковый несущий «скелет» автомобиля. Из-за ее высокой прочности, пластичности и экономической эффективности никакие другие материалы большого распространения при производстве кузовов не получили.

Алюминий, как правило, используется при изготовлении отдельных частей кузова (капот, крышка багажника и т.п.) с целью снижения массы автомобиля. Однако иногда применяется и для изготовления несущих частей, как например, в пространственной раме ASF немецкой фирмы Audi.

c) Пластмасса.

Применение пластмассы вместо стали при изготовлении отдельных элементов кузова в последнее время становиться все более популярно. Плюсами данного материала являются очень низкая стоимость и простота изготовления, минусами – низкая прочность и невозможность ремонта (поврежденную деталь приходится менять).

Для защиты металлов от коррозии, при производстве кузова максимально снижается количество фланцевых соединений, а также острых кромок и углов, устраняются зоны возможного скопления пыли и влаги, выполняются специальные технические отверстия для антикоррозийной обработки, обеспечивается вентиляция полых элементов, выполняются дренажные отверстия.

Различают три главных типа кузовов : однообъемные (отсек для двигателя, салон и багажник объединяются в одно целое), двухобъемные (в одном отсеке расположен двигатель, в другом водитель, пассажиры и багаж) и трехобъемные (в одном отсеке расположен двигатель, во втором – водитель и пассажиры, в третьем – багажное отделение). Кроме того кузова легковых автомобилей различают по количеству дверей (двух-, трех-, четырех- пятидверные), по числу рядов сидений (с одним, двумя или тремя рядами) и конструкции крыши (с открытым или закрытым верхом).

Материалы, из которых производят кузов современного автомобиля

Подавляющее большинство кузовов современных автомобилей, изготавливаются из того же материала, который Генри Форд использовал для производства своих легендарных Model T. Однако в целях снижения веса транспортного средства автопроизводители не только используют такие известные металлы, как алюминий, магний и всевозможные их сплавы, но и вкладываются в разработки новых материалов, среди которых стекловолокно (стеклоткань ) и всевозможные варианты углепластика.

Рассмотрим некоторые основные современные материалы, на примере создания спортивного автомобиля.

В автомобилестроении самый передовой с технологической точки зрения из используемых сегодня материалов — карбон. Название этого композитного материала в переводе с латинского carbonis означает «уголь». Основу карбона составляют нити углерода, обладающие выдающимися возможностями: характеристики сопротивления растяжению-сжатию, как у стали, при этом плотность, а соответственно и масса, меньше, чем у алюминия (для сравнения при одной и той же прочности карбон на 40% легче стали и на 20% — алюминия), к тому же, карбон обладает минимальным расширением при нагреве, высокой износостойкостью и устойчивостью к химическим воздействиям. Но, естественно, карбон не может быть идеальным и его нити рассчитаны только на растяжение, в связи с чем используются как армирующий материал. Для применения в кузовах и панелях автомобилей используют сплав, а точнее модифицированное волокно — в нити карбона вплетаются нити резины. Такое карбоновое волокно еще используется для изготовления карбоново-керамических тормозных дисков и дисков сцепления, из-за того, что они гораздо устойчивее к перегреву и имеют возможность сохранять работоспособность при более высоких, чем стальные диски, температурах. Неудивительно, что изначально применять карбон придумали в «Формуле-1» в семидесятых годах (Mercedes McLaren, Porsche Carrera GT).

Второй по популярности материал в производстве суперкаров — алюминий, точнее, его сплавы. Преимущество таких сплавов в том, что они легки и, к тому же, практически не подвергаются коррозии. Алюминиевые сплавы применяются при изготовлении моторных блоков цилиндров, наружных кузовных панелей, самого несущего кузова и некоторых элементов подвески. Почему используют алюминий вместо стали? Из-за его легкости, подобные конструкции гораздо легче таких же, но из стали. Однако и у алюминия есть свой недостаток и связан он с его сваркой: дело в том, что процесс сварки необходимо производить в среде инертных газов, используя специальную присадочную проволоку. Поэтому некоторые автопроизводители (например, Lotus) пытаются искать замену сварке и склеивают алюминиевые детали специальным составом, усиливая места стыков заклепками.

В производстве спортивных машинах широкое использование получил всевозможный пластик. Особо прочный и эластичный пластик применяется для изготовления кузовных панелей, в некоторых моделях (например, Chevrolet Corvette) — всей наружной части кузова. В таком автомобиле несущая конструкция выполняется в виде каркаса, на который навешивается декоративный кузов.

Стекловолокно

Стекловолокно — это волокно или комплексная нить, которая формируется из стекла. В таком виде стекло проявляет необычные для себя свойства: не бьётся и не ломается, а вместо этого легко гнётся без повреждения. Это позволяет ткать из него стеклоткань , применяемую в автомобильной промышленности.

Благодаря тому, что ткань из стекла имеет может принять любую форму, ее используют прежде всего при создании аэродинамических обвесов. С помощью макета стеклоткани придается необходимая форма (каркас), а для его фиксации используются смолы. Таким образом получается легкий и прочный каркас обвеса спортивного автомобиля.

Автомобильная промышленность, также как и любая другая не стоит на месте и развивается в угоду потребителю, который хочет иметь быстрый и безопасный автомобиль. Это приведет к тому, что в будущем в производстве автомобилей будут использоваться более новые, отвечающие современным требованиям материалы.

ДЛЯ изготовления деталей кузовов и кабин автомобилей в основном применяются листовые материалы.

Выбор материала является важным фактором, обеспечивающим качество кузовов автомобилей. К листовым материалам предъявляются следующие требования:

материал должен обеспечивать прочность детали в узле и обладать необходимыми пластическими свойствами для штамповки детали заданной формы;

толщина материала должна быть достаточной для обеспечения необходимой прочности детали после пластического деформирования при штамповке;

материал должен обеспечивать качественное выполнение других технологических процессов изготовления кузовов и кабин (сварка, окраска и т. п.);

номенклатура толщин, марок и размеров применяемого листового и рулонного материала должна быть возможно меньшей.

Основным кузовным материалом является тонколистовая низкоуглеродистая качественная сталь, изготавливаемая методом холодной прокатки. Преобладающие толщины используемых сталей находятся в диапазоне 0.6.—1,5 мм. Марки, свойства и сортамент сталей регламентируются следующими стандартами:

1. ГОСТ 9045-93. Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. Технические условия;

2. ГОСТ 16523-97. Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия;

3. ГОСТ 19904-90. Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.

Листовая сталь по ГОСТ 9045 — 93 применяется для наиболее сложных и ответственных деталей, в том числе и для облицовочных (наружных) деталей кузова. Стальной прокат подразделяют: 355

1) по виду продукции;

2) по нормируемым характеристикам;

3) по качеству отделки поверхности;

4) по способности обрабатываться штамповкой-вытяжкой.

По виду продукции прокат подразделяется на листы и рулоны.

По нормируемым характеристикам прокат делится на пять категорий, каждая из которых определяет характеристики механических свойств, регламентируемые при поставке проката по данной категории.

К нормируемым характеристикам относятся предел текучести ат, временное сопротивление ав, относительное удлинение 5, твердость по Роквеллу, глубина сферической лунки, формуемой на листовом образце до его разрушения специальным инструментом (испытание по методу Эриксена).

Подразделение по видам продукции и по качеству отделки поверхности такое же, как проката по ГОСТ 9045-93.

Стандарт на сортамент (ГОСТ 19904-90) распространяется на листовой холоднокатаный прокат шириной 500 мм и более, изготавливаемый в листах толщиной от 0,35 до 5,0 мм и рулонах толщиной от 0,35 до 3,5 мм. Стандарт устанавливает ряд размеров проката по толщине, ширине и длине, предельные отклонения этих размеров, плоскостность проката, характер кромки (обрезная, необрезная) и регламентирует другие характеристики проката (волнистость, серповидность, телескопичность и др.).

В протяжении всей истории, с того момента как был сотворен автомобиль, повсевременно велись поиски новых материалов. И кузов автомобиля не был исключением. Производили кузов из дерева, стали, алюминия и разных видов пластика. Но на этом поиски не останавливались. И, наверное, каждому любопытно, из какого материала делают кузова автомобилей сейчас?

Пожалуй, изготовка кузова является при разработке автомобиля одним из самых сложных процессов. Цех в заводе, где выполняются кузова, занимает площадь примерно 400 000 м кВ, цена которого млрд баксов.

Для производства кузова нужно больше сотки отдельных частей, которые потом необходимо соединить в одну конструкцию, соединяющую внутри себя все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и малой цены кузова конструкторам нужно всегда идти на компромиссы, находить новые технологии, новые материалы.

Разглядим недочеты и достоинства главных материалов, применяемых при изготовлении современных кузовов автомобилей.

Этот материал употребляется для производства кузовов издавна. Сталь имеет отличные характеристики, дозволяющие изготавливать детали различной формы, и при помощи разных методов сварки соединять нужные детали в целую конструкцию.

Разработан новый сорт стали (упрочняющийся во время термообработки, легированный), позволяющий упростить создание и в предстоящем получить данные характеристики кузова.

Делается кузов в несколько шагов.

С самого начала производства из железных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в большие узлы и при помощи сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут боты, да и ручные виды сварки также используются — полуавтоматом в среде углекислого газа либо употребляется контактная сварка.

С возникновением алюминияпотребовалось разрабатывать новые технологии для получения данных параметров, которые должны быть у железных кузовов. Разработка Tailored blanks как раз и является одной из новинок — сваренные встык по шаблону железные листы различной толщины из различных видов стали образуют заготовку для штамповки. Тем отдельные части сделанной детали владеют пластичностью и прочностью.

  • низкая цена,
  • высочайшая ремонтопригодность кузова,
  • отработанная разработка производства и утилизации кузовных деталей.
  • наибольшая масса,
  • требуется защита от коррозии,
  • потребность в большенном количестве штампов,
  • их накладность,
  • такжеограниченный срок службы.

Все идет в дело.

Все материалы, о которых говорилось выше, имеют положительные характеристики. Потому конструкторами проектируются кузова, сочетающиеся детали из различных материалов. Тем при использовании можно обходить недочеты, а использовать только положительные свойства.

Кузов Мерседес-бенз CL является примером гибридной конструкции, потому что при изготовлении применялись такие материалы — алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали сделаны днище багажного отделения и каркас моторного отдела, и некие отдельные элементы каркаса. Из алюминия сделан ряд внешних панелей и деталей каркаса. Из магния сделаны каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и фронтальные крылья. Еще вероятна такая конструкция кузова, в какой каркас будет сделан из алюминия и стали, а внешние панели из пластика и/либо алюминия.

  • вес кузова понижается, при всем этом сохраняется твердость и крепкость,
  • достоинства каждого из материалов при применении употребляются очень.
  • необходимость особых технологий соединения деталей,
  • непростая утилизация кузова, потому что нужно за ранее разобрать кузов на элементы.

Дюралевые сплавы для производства авто кузовов начали использовать относительно не так давно, хотя и были использованы в первый раз в прошедшем столетии, в 30-е годы.

Употребляют алюминий при изготовлении всего кузова либо его отдельных деталей — капот, каркас, двери, крышу багажника.

Исходный шаг производства дюралевого кузова похожий с созданием железного кузова. Детали сначала штампуются из листа алюминия, позже собираются в целую конструкцию. Сварка употребляется в среде аргона, соединения на заклепках и/либо с внедрением специального клея, лазерная сварка. Также к железному каркасу, который сделан из труб различного сечения, крепятся кузовные панели.

  • возможность сделать детали хоть какой формы,
  • кузов легче железного, при всем этом крепкость равная,
  • легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,
  • устойчивостьк коррозии (не считая химической), такжемалая стоимость технологических процессов.
  • низкая ремонтопригодность,
  • необходимость в дорогостоящих методах соединения деталей,
  • необходимость специального оборудования,
  • существенно дороже стали, потому что затраты энергии намного выше

Термопласты.

Это таковой тип пластического материала, который при повышении температуры перебегает в жидкое состояние и делается текучим. Этот материал используется при изготовлении бамперов,деталей обшивки салона.

  • легче железного,
  • при переработке малые издержки,
  • низкая цена подготовки и самого производства при сопоставлении с дюралевыми и железными кузовами (не нужна штамповка деталей, сварочное создание, гальваническое и окрасочное производства)
  • потребность в огромных и дорогостоящих литьевых машинах,
  • при повреждениях сложность в ремонте, в неких случаях единственным выходом является подмена детали.

Стеклопластик.

Под заглавием стеклопластик имеется в виду хоть какой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными термореактивными смолами. Более известными наполнителями числятся — карбон, стеклоткань, кевлар, также волокна растительного происхождения.

Карбон, стеклоткань из группы угле-пластиков, которые представляют собой сеть из переплетенных углеродных волокон (притом, переплетение происходит под различными определенными углами), которые пропитаны особыми смолами.

Кевлар — это синтетическое полиамидное волокно, отличающееся небольшим весом, устойчивое к высочайшей температуре, негорючее, по прочности на разрыв превосходит сталь в пару раз.

Разработка производства кузовных деталей заключается в последующем: в особые матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, потом оставляют для ее полимеризации на определенное время.

Есть некоторое количество методов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов — одна деталь), внешняя панель из пластика, установленная на дюралевом либо железном каркасе,атакже идущий без перерывов кузов с вставленными в его структуру силовыми элементами.

  • при высочайшей прочности небольшой вес,
  • поверхность деталей обладает неплохими декоративными свойствами (это позволит отрешиться от покраски),
  • простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,
  • огромные размеры кузовных деталей.
  • высочайшая цена заполнителей,
  • высочайшее требование к точности форм и к чистоте,
  • время производства деталей довольно длительное,
  • при повреждениях сложность в ремонте.

Применяемые при изготовлении кузова материалы

Листовая сталь

Большинство кузовов в силу множества причин изготовляют из листовой стали. Важнейшими из этих причин являются:

  • высокая прочность;
  • деформируемость (возможность вытяжки);
  • свариваемость (а также пригодность для опайки);
  • окрашиваемость;
  • достаточный срок службы при надлежащей противокоррозионной обработке;
  • удовлетворительная стоимость.

Кузов авто

В общем случае применяются следующие листовые стали:

  • тонколистовая, холоднокатаная спокойная сталь марки RRST 1405 по DIN 1623 (стандарт на качество), DIN 1541 (стандарт на размеры) с пределом прочности 270—350 МПа, относительным удлинением более 36%, с матовой, чистой поверхностью, толщиной 0,6—0.9 мм (поставляется с интервалом толщины 0,1 мм), используется для видовых (опрашиваемых) наружных панелей (крыша, капот, двери, боковины и т. д.);
  • те же сорта стали, которые указаны выше, иногда тонколистовая кипящая сталь марки UST 1203 или UST 1303, т. е. худшего качества, с пределом прочности 270—410 МПа, относительным удлинением 28—32%, той же толщины, что указана выше, используется для невидовых (окрашиваемых), наружных панелей, а также деталей пола (внутренний каркас, усилители, панели пола, поперечины и т.д.);
  • горячекатаная стальная лента по DIN 1624 (стандарт на качество), DIN 1606 (стандарт на размеры) марки ST 4 с пределом прочности 280—380 МПа, относительным удлинением более 38%, толщиной 1,5—2,5 мм и больше, используется для деталей, расположенных внизу кузова (усилители, опоры, фланцы и т. д.), особенно большой толщины.

Конструкция и технология изготовления деталей должны ориентироваться на максимальную ширину поставляемой листовой стали (в настоящее время 2000 мм). Для деталей, работающих в коppoзионно агрессивной сpeдe, следует применять оцинкованную листовую сталь, учитывая, что при изготовлении деталей такая сталь не допускает больших дeформaций (изгиб, небольшая вытяжка). В особых случаях можно применять алюминированную листовую сталь. Обе поверхности стальных листов можно подвергнуть специальной обработке.

Легкие металлы

До сегодняшнего дня продолжаются дискуссии о целесообразности применения легких металлов в кузовостроении, так как используя их, можно существенно уменьшить вес конструкции. Как ни интересны алюминиевые кузова специальных (гоночных и спортивных) автомобилей и автобусов, тем не менее вероятность применения алюминиевого листа для массового производства легковых автомобилей мала по следующим причинам:

  • Стоимость алюминия (как материала) почти в 3 раза больше, чем стали. Затраты на изготовление листа вследствие лучшей пластичности алюминия несколько меньше, в то же время масса листа меньше только на 30%, так как алюминий обладает меньшей прочностью, и в связи с этим приходится применять лист большей толщины. Однако автомобили продают не по весу, а увеличение стоимости материалов слишком заметно, поскольку снижение стоимости других элементов вследствие уменьшения общего веса, например, тормозов, шин и т.д., ничтожно мало, а снижение расхода топлива не сказывается на продажной цене автомобиля. Следовательно, автомобили с большим количеством алюминиевых деталей становятся существенно дороже.
  • Вследствие меньшей прочности алюминия большинство деталей кузова, особенно элементы каркаса, должны иметь увеличенную толщину. Из-за меньшего модуля упругости жесткость, обусловливаемая формой кузова, а также его срок службы относительно малы, поэтому поглощение энергии при ударе тоже мало. Все это нежелательно с точки зрения безопасности.
  • Чистые алюминиевые сплавы обладают достаточной коррозионной стойкостью. Однако не все детали и соединительные элементы кузова могут изготовляться из легкого металла, по меньшей мере в местах соединения алюминиевых и стальных деталей существует повышенная опасность возникновения коррозии. Последнюю можно уменьшить путем применения анодированного стального листа, но в этом случае резко возрастают затраты.
  • Возникают трудности со сваркой и пайкой, которые становятся осуществимыми только при определенных условиях (защита от окисления).

По перечисленным выше причинам применение легкого металла в кузовах легковых автомобилей ограничивается внутренними деталями, изготовляемыми из листа, отливок или деформируемых сплавов, а также молдингами, возможно, бамперами. Досадно, что стоимость алюминия на мировом рынке постоянно сильно колеблется. В конечном итоге масса алюминиевых деталей, включая детали шасси, в европейских легковых автомобилях составляет около 2,2% общей массы.

Между тем некоторые модели серийного производства оснащаются капотом из алюминия.

Пластмассы

В последнее время повышенный интерес вызывает возможность применения пластмасс в кузовостроении, хотя цельные пластмассовые кузова или даже пластмассовые несущие узлы — дело далекого будущего. Однако известно много предложений по данной теме. Фирма «Джи-эм» с 1953 г. изготовливала в довольно большом количестве автомобиль «Шевроле-корвет» с кузовом, штампуемым из полиэфирного материала, армированного стекловолокном. Кузов имел несущий каркас из стальных труб. Определенный интерес представляет пол многослойной конструкции, экспериментально изготовленный для открытого пластмассового кузова, армированного стекловолокном. В будущем в небольшом количестве можно будет изготовлять легкие открытые кузова из термопласта для специальных автомобилей.

Преимуществами пластмасс являются малый вес, высокая прочность и жесткость, хорошие шумопоглощающие свойства, обусловливаемые высоким внутренним демпфированием, легкая сборка узлов, достигаемая благодаря возможности изготовления крупных деталей, высокая коррозионная стойкость.

Этим несомненным преимуществам пластмасс противостоят существенные недостатки, в частности, высокая стоимость материалов и их изготовления, большая длительность технологического цикла, затрудненные монтаж и ремонт, малое поглощение энергии.

Вследствие обладания этими недостатками пластмассы не подходят для кузовов массового выпуска. Тем не менее высокая технологичность пластмасс, возможность изготовления деталей методом литья или с помощью вакуумной вытяжки позволяют широко использовать пластмассы как для мелких, так и для больших штампованных деталей. При выборе пластмассы в основном руководствуются механическими и термическими свойствами материалов. В кузовостроении применяются следующие важнейшие виды пластмасс:

  1. Термореактивные пластмассы (так называемые реактопласты) по стандартам DIN 7708, DIN 16911, DIN 16912 используются для сильно нагруженных деталей (рычаги, ручки); если пластмасса армирована стекловолокном, то ее используют и для больших деталей специальных (спортивных) автомобилей под названием стеклопластик, например, для капотов, крышек багажников, декоративных решеток, крыльев, боковин и т. д.
  2. Различные термопласты (ниже приведены только некоторые из возможных материалов, которые предлагаются под различными фирменными наименованиями). Например, акрилонитрил-бутадиенстирол используется для деталей, получаемых вакуумной вытяжкой, таких как облицовки радиатора, панели приборов; акрило-стекло — для прозрачных деталей, окон, рассеивателей, фонарей; полиамид — для быстроизнашивающихся деталей таких, как подвижные элементы замков, корпуса воздуховодов и др.; поливинилхлорид — для эластичных и мягких деталей, искусственной кожи, пленочных покрытий, шлангов, уплотнителей, изоляции; полиуретан— для высокопрочных деталей; пенистый полиуретан — для накладок, изоляционных материалов; полиуретан с твердой поверхностной зоной — для ручек, подлокотников, облицовок, панели приборов, деформируемой облицовки передней части и др.
  3. Эластомеры (этилен-пропилеп-резина) с монолитной оболочкой используются, например, для уплотнителей, устойчивых к погодным условиям и старению (двери, окна).

Этот перечень можно рассматривать только как ориентировочный. Промышленность, выпускающая полимеры, в состоянии предложить или разработать материалы, пригодные для определенных условий применения. Пластмассы имеют следующие преимущества:

  • малые затраты на изготовление деталей и малый вес;
  • удовлетворительная стабильность заданных размеров;
  • простая технология обработки и соединения (склеивание);
  • возможность получения поверхности различного цвета и тиснения (возможна блестящая и матовая металлизация);
  • высокая устойчивость к погодным условиям и коррозии.

Вследствие широких возможностей для применения пластмасс не вызывает удивления тот факт, что доля пластмассовых деталей (по весу) в кузове постоянно увеличивается и в настоящее время у европейских автомобилей составляет примерно 7,8% общего веса. Пластмассы открывают большие возможности для уменьшения веса кузова.

Из какого металла сделан кузов автомобиля. Материалы, из которых производят кузов современного автомобиля

Для изготовления кузова необходимо сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.

Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении кузовов авто.

Сталь для кузова автомобиля

Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой. Недостатками этого материала являются высокая плотность (кузова получаются тяжелыми) и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных и дорогостоящих мероприятий по защите от коррозии .

Сталь имеет хорошие свойства, позволяющие изготавливать детали различной формы, и с помощью различных способов сварки соединять необходимые детали в целую конструкцию. Разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.

Изготавливается кузов в несколько этапов. С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы, но и ручные виды сварки также применяются.

Преимущества стали:

  • низкая стоимость,
  • высокая ремонтопригодность кузова,
  • отработанная технология производства и утилизации.
  • самая большая масса,
  • требуется антикоррозийная защита от коррозии,
  • потребность в большом количестве штампов,
  • дороговизна,
  • ограниченный срок службы.

Алюминий для кузова автомобиля

Алюминиевые сплавы применяются в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения акустической характеристики кузова.

Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.

Достоинства алюминия:

  • возможность изготовить детали любой формы,
  • кузов легче стального, при этом прочность равная,
  • легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,
  • устойчивость к коррозии, а также низкая ценатехнологических процессов.
  • низкая ремонтопригодность,
  • необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей,
  • необходимость специального оборудования,
  • значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.

Стеклопластик и пластмассы

Около 80% пластмасс, применяемых в автомобилях, приходится на пять типов материалов: полиуретаны, поливинилхлориды, полипропилены, АБС-пластики, стеклопластики. Остальные 20% составляют полиэтилены, полиамиды, полиакрилаты, поликарбонаты.

Из стеклопластиков изготовляют наружные панели кузовов, что обеспечивает существенное уменьшение массы автомобиля. Из полиуретана делают подушки и спинки сидений, противоударные накладки. Сравнительно новым направлением является применение этого материала для изготовления крыльев, капотов, крышек багажника.

Поливинилхлориды применяют для изготовления многих фасонных деталей (щиты приборов, рукоятки) и обивочных материалов (ткани, маты). Из полипропилена делают корпуса фар, рулевые колеса, перегородки и многое другое. АБС-пластики используют для различных облицовочных деталей.

Технология изготовления кузовных деталей из стеклопластика в следующем: в специальные матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, затем оставляют для ее полимеризации на определенное время. Имеется несколько способов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов – одна деталь), наружная панель из пластика, установленная на алюминиевом или стальном каркасе, а также идущий без перерывов кузов с интегрированными в его структуру силовыми элементами.

Достоинства стеклопластика:

  • при высокой прочности маленький вес,
  • поверхность деталей обладает хорошими декоративными качествами,
  • простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,
  • большие размеры кузовных деталей.
    наполнителей,
  • высокое требование к точности форм и к чистоте,
  • время изготовления деталей достаточно продолжительное,
  • при повреждениях сложность в ремонте.

Добрый день, сегодня мы расскажем о том, из чего изготавливают автомобильный кузов , какие материалы применяют при производстве , а также при помощи, каких технологий осуществляется этот важный процесс. Кроме того, узнаем, какие существуют основные разновидности металлов , пластика и прочих материалов , которые зачастую используются при производстве элементов кузова транспортного средства, а также рассмотрим, какими преимуществами с недостатками обладает то или иное сырье в отдельности каждого вида . В заключении мы поговорим о том, какой материал на сегодняшний день является самым востребованным у автопроизводителей , а также от чего зависит качество и долговечность готового кузова машины.

КАК СОБИРАЮТ АВТОМОБИЛИ LEXUS И TOYOTA

ЧТО ТАКОЕ КРУПНОУЗЛОВАЯ СБОРКА АВТОМОБИЛЕЙ

Кузов любого автомобиля играет роль несущей конструкцией , в котором использовано при производстве огромное многообразие различных материалов и комплектующих . Чтобы кузов машины отслужил свой срок службы надежно, а также качественно, необходимо понимать, как за ним правильно следить и эксплуатировать . Чтобы это понимать, нужно знать из чего изготовлена несущая конструкция транспортного средства, а также какая технология сварки и производства применялась. Благодаря этой информации , мы сможем без труда определить преимущества и недостатки того или иного типа кузова .

Справочно заметим, что для изготовления кузова нужны сотни отдельно взятых запасных частей , компонентов и деталей , которые затем необходимо очень точно , а также грамотно соединить в единую конструкцию , которая будет объединять в себе все элементы транспортного средства. Чтобы изготовить прочный , при этом безопасный , легкий и по приемлемой стоимости кузов современного автомобиля, нужно постоянно искать различные компромиссы , а также новые технологии с материалами .

1. Изготовление кузова автомобиля из стали. Преимущества и недостатки

Большинство кузовов автомобиля, а точнее его детали изготавливается из разных сортов стали , алюминиевых сплавов и даже пластмассы с добавлением стекловолокна . Но основным материалом на сегодняшний день все же выступает низкоуглеродистая листовая сталь с примерной толщиной в 0,7-2 миллиметра . Благодаря использованию тонкого листа стали , автопроизводителям удалось уменьшить общую массу транспортного средства и при этом увеличить жесткость кузова .


Высокая прочность кузова получается благодаря специальным свойствам и составу стали , а также его способностью к глубокой вытяжке , то есть можно изготавливать детали сложных форм . Кроме того, нельзя забывать, что новые технологии в сварке помогают получать высокотехнологичные соединения . Однако сталь обладает высокой плотностью и слабой коррозионной стойкостью , поэтому такой материал требует специальных дополнительных мероприятий для защиты от коррозии .


В процессе создания кузовов из стали , задача конструкторов заключается в том, чтобы наделить материал прочностью и обеспечить высокий уровень пассивной безопасности . Задача технологов заключается в правильном подборе состава стали , его сочетание с другими сплавами и компонентами , чтобы материал был хорошо штампуем . Задача же металлургов заключается в том, чтобы правильно отлить нужную по составу и качеству сталь . Справочно заметим, что ежегодно разрабатываются десятки новых сортов и марок стали , которые позволяют упростить производство , а также получить заданные специалистами свойства несущей конструкции транспортного средства.


Как правило, изготовление кузова происходит в несколько стадий производственного процесса . Первоначально происходит изготовление , а затем прокатка стальных листов , которые обладают разной толщиной . После этого листы подвергают штамповке для создания определенных деталей машино-комплекта . На заключительной стадии готовые отштампованные детали свариваются специальным методом и собираются в единый несущий узел , он же кузов . Справочно заметим, что почти вся сварка на автозаводах производится специальными высокоточными роботами .


Положительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов :

низкая стоимость материала в сравнении с другим сырьем ;

— четко отработанная технология изготовлени я и утилизации материала;

оптимальная ремонтопригодность готового кузова .


Отрицительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов :

высокая масса материала и готового кузова ;

потребность в специальной штамповке и большом количестве штампов для скрепления деталей;

не высокий срок службы готового кузова .


Что касается негативных сторон при производстве кузова из стали , то благодаря постоянному совершенствованию технологий изготовления автомобильных деталей , а также процесса штамповки , данный материал становится наиболее оптимальным для автопроизводителей. На сегодняшний день, доля высокопрочных сталей в структуре кузова постоянно увеличивается . Сегодня большинство автопроизводителей применяют сверхвысокопрочные сплавы стали нового поколения .

К таким видам материала относят такую марку стали , как TWIP , которая содержит большое количество марганца в своем составе , доля вещества может доходить до 25 процентов . Сталь такого типа обладает высокой пластичностью , устойчивостью к частым деформациям , благодаря чему материал можно подвергать относительному удлинению . Удлинение «ТВИП-стали » может происходит на 50-70 процентов , а пределом прочности служит показатель в 1450 МегаПаскаль . Для сравнения , прочность обычной стали составляет не более 250 МегаПаскаль , а высокопрочной до 600 МегаПаскаль .

2. Изготовление кузова автомобиля из алюминия. Преимущества и недостатки

Что касается автомобильных кузовов из алюминиевых сплавов , то их стали производить совсем недавно, примерно около 15 лет назад, для промышленности это считается маленьким сроком. Как правило, алюминий в автомобилестроении применяют для изготовления отдельных частей кузова , реже всего целиком. В большинстве случаев алюминий используется для производства капотов , крыльев , дверей , крышки багажника , а также прочих элементов и деталей .


Автопроизводителями на сегодняшний день сплавы из алюминия используются в ограниченном количестве. Все это из-за того, что жесткость и прочность алюминиевых сплавов намного ниже, чем у той же стали . В связи с чем толщину деталей из этого материала производители увеличивают , поэтому значительного снижения массы готового кузова получить почти невозможно. Кроме того, такой параметр , как шумоизоляция у алюминиевых деталей также хуже, чем у элементов из стали , к тому же при производстве требуются более сложные процедуры , чтобы достичь оптимального акустического эффекта и добиться положительных характеристик кузова по этому показателю .


Что касается производственного процесса, на котором изготавливают готовый алюминиевый кузов , то он очень схож с ранее описанной процедурой создания несущей конструкции из стали . На первой стадии , детали из листа алюминия подвергают штамповке , а затем собираются в единый цельный узел . При сварке применяется аргон , детали соединяются при помощи специальных заклепок или клея . На завершающей стадии , основные участки будущего кузова подвергают точечной сварке , а затем к стальному каркасу , изготовленному из труб разного сечения , прикрепляются кузовные панели и машино-комплекты .


Положительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов :

Появляется возможность производства кузовных элементов любой формы и сложности ;

масса готового алюминиевого кузова значительно легче стального , при равной прочности ;

— материал легко подвергается обработке , процесс утилизации прост;

— высокая устойчивость к коррозии и ржавчине ;

низкая стоимость технологических процессов при производстве.


Отрицительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов :

Высокая сложность ремонта деталей;

— при производстве используются дорогостоящие крепежи для соединения панелей ;

— необходимость наличия специального высокоточного оборудования ;

— намного дороже стали , в связи с высокими энергозатратами .


Алюминий обладает средней пластичностью иустойчивостью к разного рода деформациям . Такой материал не рекомендуется подвергать удлинению ,в связи с тонкой номинальной толщиной . Пределом прочности алюминия служит показатель в 180-210 МегаПаскаль . Для сравнения , прочность стандартной стали составляет около 240-250 МегаПаскаль , а высокопрочной в районе 500-600 МегаПаскаль .

3. Изготовление кузова автомобиля из стеклопластика и пластмассы. Преимущества и недостатки

Что касается производства кузова из стеклопластика , то имеется в виду такой материал , как волокнистый наполнитель , который специально пропитывается полимерными смолами . Как правило, материал такого вида используется для облегчения общей массы готового кузова . Самыми известными наполнителями , он же стеклопластик являются стеклоткань , кевлар и карбон .


Справочно заметим, что примерно 85 процентов пластмасс , которые применяются в автомобилестроении , приходятся на 5 основных видов материалов , такие как полиуретаны , поливинилхлориды , ABS-пластик , полипропилены и стеклопластики . Около 15 оставшихся процентов приходится на полиэтилены , полиакрилаты , полиа миды , поликрбонаты и прочие материалы.


Кроме того, из разных видов стеклопластика производят наружные панели кузовов , что в свою очередь обеспечивает значительное снижение массы готового транспортного средства. Например из полиуретана изготавливают подушки и спинки сидений , накладки противоударного типа и прочие компоненты . Буквально, как пару лет назад из стеклопластика начали в массовом порядке производить такие элементы кузова , как капоты , крылья , двери и крышки багажников .


Положительные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов :

Имея высокую прочность , деталь имеет небольшой вес ;

внешняя поверхность элементов обладает оптимальными декоративными параметрами ;

простота изготовления элементов, которые имеют сложную форму ;

Имеется возможность производства деталей крупных размеров .


Отрицательные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов :

— сравнительно высокая цена на наполнители ;

высокие требования к точности форм , разметке и готовой детали ;

производство деталей осуществляется продолжительное время;

Высокая сложность в ремонте при повреждении деталей.


Справочно заметим, что довольно часто такие материалы, как поливинилхлориды используются для производства фасонных деталей , например рукояток , панелей приборов и прочие элементы. Зачастую поливинилхлориды применяют совместно с обивочными материалами , на примере разных тканей . Что касается полипропилена , то из него часто изготавливают корпуса фар , рулевые колонки , воздуховоды и прочие элементы. ABS-пластик используют для облицовки деталей , как интерьера , так и экстерьера автомобиля.

Видео обзор: «Из чего изготавливают кузов автомобиля. Какие материалы используются при производстве»

В заключении отметим, что автомобильная промышленность сегодня не стоит месте и старается развиваться лицом к покупателю, который хочет динамичную , экономичную , надежную , безопасную и при этом недорогую машину. Все это ведет автомобилестроение к тому, что в производстве транспортных средств применяются новые технологии и материалы , которые отвечают современным требованиям , а также стандартам .

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

04/11/2012 0:50 85

Кузов автомобиля – это сложная и металлоемкая часть транспортного средства, которая служит для размещения водителя, пассажиров и груза. От состояния данного элемента зависит не только внешний вид автомобиля , но и такие важные параметры, как обтекаемость, комфортность и безопасность.

Современный кузов автомобиля обычно делают бескаркасным. Он представляет из себя жесткую сварную конструкцию, состоящую из:

основания (пола) со специальными подрамниками для установкитрансмиссии и двигателя ;

передней и задней частей;

левой и правой боковин;

задних и передних крыльев;

К элементам окончательной отделки кузова относятся:

бамперы (защищают переднюю и заднюю часть кузова при столкновениях на малых скоростях);

наружная отделка и защитные декоративные накладки (используется для улучшения аэродинамических характеристик автомобиля);

остекление кузова;

дверные замки (играют существенную роль в обеспечении пассивной безопасности);

сиденья (обеспечивают пассивную и активную безопасность);

внутренняя отделка .

При проектировании кузова производитель учитывает целый ряд факторов: размер и тип двигателя, габариты ведущих мостов, пространство необходимое для установки колес, объем и местоположение топливного бака, аэродинамические характеристики, дорожный просвет, обзорность, комфорт и безопасность при эксплуатации, технологичность изготовления, ремонтопригодность и многое другое. Полученная в итоге конструкция должна иметь как можно большую жесткость при кручении и изгибе, низкую частоту колебаний, хорошо поглощать кинетическую энергию удара во время аварии, а также быть стойкой к воздействию постоянных напряжений, которые могут привести к возникновению трещин и разрушению сварных швов. Основным условием для удовлетворения этим требованиям является правильный выбор материалов, используемых при изготовлении кузова автомобиля .

В настоящий момент наибольшую популярность получили:

a) Тонколистовая сталь.

Из тонколистовой стали (0,6 до 3 мм) изготавливается оболочковый несущий «скелет» автомобиля. Из-за ее высокой прочности, пластичности и экономической эффективности никакие другие материалы большого распространения при производстве кузовов не получили.

Алюминий, как правило, используется при изготовлении отдельных частей кузова (капот, крышка багажника и т.п.) с целью снижения массы автомобиля. Однако иногда применяется и для изготовления несущих частей, как например, в пространственной раме ASF немецкой фирмы Audi.

c) Пластмасса.

Применение пластмассы вместо стали при изготовлении отдельных элементов кузова в последнее время становиться все более популярно. Плюсами данного материала являются очень низкая стоимость и простота изготовления, минусами – низкая прочность и невозможность ремонта (поврежденную деталь приходится менять).

Для защиты металлов от коррозии, при производстве кузова максимально снижается количество фланцевых соединений, а также острых кромок и углов, устраняются зоны возможного скопления пыли и влаги, выполняются специальные технические отверстия для антикоррозийной обработки, обеспечивается вентиляция полых элементов, выполняются дренажные отверстия.

Различают три главных типа кузовов : однообъемные (отсек для двигателя, салон и багажник объединяются в одно целое), двухобъемные (в одном отсеке расположен двигатель, в другом водитель, пассажиры и багаж) и трехобъемные (в одном отсеке расположен двигатель, во втором – водитель и пассажиры, в третьем – багажное отделение). Кроме того кузова легковых автомобилей различают по количеству дверей (двух-, трех-, четырех- пятидверные), по числу рядов сидений (с одним, двумя или тремя рядами) и конструкции крыши (с открытым или закрытым верхом).

Материалы, из которых производят кузов современного автомобиля

Подавляющее большинство кузовов современных автомобилей, изготавливаются из того же материала, который Генри Форд использовал для производства своих легендарных Model T. Однако в целях снижения веса транспортного средства автопроизводители не только используют такие известные металлы, как алюминий, магний и всевозможные их сплавы, но и вкладываются в разработки новых материалов, среди которых стекловолокно (стеклоткань ) и всевозможные варианты углепластика.

Рассмотрим некоторые основные современные материалы, на примере создания спортивного автомобиля.

В автомобилестроении самый передовой с технологической точки зрения из используемых сегодня материалов — карбон. Название этого композитного материала в переводе с латинского carbonis означает «уголь». Основу карбона составляют нити углерода, обладающие выдающимися возможностями: характеристики сопротивления растяжению-сжатию, как у стали, при этом плотность, а соответственно и масса, меньше, чем у алюминия (для сравнения при одной и той же прочности карбон на 40% легче стали и на 20% — алюминия), к тому же, карбон обладает минимальным расширением при нагреве, высокой износостойкостью и устойчивостью к химическим воздействиям. Но, естественно, карбон не может быть идеальным и его нити рассчитаны только на растяжение, в связи с чем используются как армирующий материал. Для применения в кузовах и панелях автомобилей используют сплав, а точнее модифицированное волокно — в нити карбона вплетаются нити резины. Такое карбоновое волокно еще используется для изготовления карбоново-керамических тормозных дисков и дисков сцепления, из-за того, что они гораздо устойчивее к перегреву и имеют возможность сохранять работоспособность при более высоких, чем стальные диски, температурах. Неудивительно, что изначально применять карбон придумали в «Формуле-1» в семидесятых годах (Mercedes McLaren, Porsche Carrera GT).

Второй по популярности материал в производстве суперкаров — алюминий, точнее, его сплавы. Преимущество таких сплавов в том, что они легки и, к тому же, практически не подвергаются коррозии. Алюминиевые сплавы применяются при изготовлении моторных блоков цилиндров, наружных кузовных панелей, самого несущего кузова и некоторых элементов подвески. Почему используют алюминий вместо стали? Из-за его легкости, подобные конструкции гораздо легче таких же, но из стали. Однако и у алюминия есть свой недостаток и связан он с его сваркой: дело в том, что процесс сварки необходимо производить в среде инертных газов, используя специальную присадочную проволоку. Поэтому некоторые автопроизводители (например, Lotus) пытаются искать замену сварке и склеивают алюминиевые детали специальным составом, усиливая места стыков заклепками.

В производстве спортивных машинах широкое использование получил всевозможный пластик. Особо прочный и эластичный пластик применяется для изготовления кузовных панелей, в некоторых моделях (например, Chevrolet Corvette) — всей наружной части кузова. В таком автомобиле несущая конструкция выполняется в виде каркаса, на который навешивается декоративный кузов.

Стекловолокно

Стекловолокно — это волокно или комплексная нить, которая формируется из стекла. В таком виде стекло проявляет необычные для себя свойства: не бьётся и не ломается, а вместо этого легко гнётся без повреждения. Это позволяет ткать из него стеклоткань , применяемую в автомобильной промышленности.

Благодаря тому, что ткань из стекла имеет может принять любую форму, ее используют прежде всего при создании аэродинамических обвесов. С помощью макета стеклоткани придается необходимая форма (каркас), а для его фиксации используются смолы. Таким образом получается легкий и прочный каркас обвеса спортивного автомобиля.

Автомобильная промышленность, также как и любая другая не стоит на месте и развивается в угоду потребителю, который хочет иметь быстрый и безопасный автомобиль. Это приведет к тому, что в будущем в производстве автомобилей будут использоваться более новые, отвечающие современным требованиям материалы.

ДЛЯ изготовления деталей кузовов и кабин автомобилей в основном применяются листовые материалы.

Выбор материала является важным фактором, обеспечивающим качество кузовов автомобилей. К листовым материалам предъявляются следующие требования:

материал должен обеспечивать прочность детали в узле и обладать необходимыми пластическими свойствами для штамповки детали заданной формы;

толщина материала должна быть достаточной для обеспечения необходимой прочности детали после пластического деформирования при штамповке;

материал должен обеспечивать качественное выполнение других технологических процессов изготовления кузовов и кабин (сварка, окраска и т. п.);

номенклатура толщин, марок и размеров применяемого листового и рулонного материала должна быть возможно меньшей.

Основным кузовным материалом является тонколистовая низкоуглеродистая качественная сталь, изготавливаемая методом холодной прокатки. Преобладающие толщины используемых сталей находятся в диапазоне 0.6.—1,5 мм. Марки, свойства и сортамент сталей регламентируются следующими стандартами:

1. ГОСТ 9045-93. Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. Технические условия;

2. ГОСТ 16523-97. Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия;

3. ГОСТ 19904-90. Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.

Листовая сталь по ГОСТ 9045 — 93 применяется для наиболее сложных и ответственных деталей, в том числе и для облицовочных (наружных) деталей кузова. Стальной прокат подразделяют: 355

1) по виду продукции;

2) по нормируемым характеристикам;

3) по качеству отделки поверхности;

4) по способности обрабатываться штамповкой-вытяжкой.

По виду продукции прокат подразделяется на листы и рулоны.

По нормируемым характеристикам прокат делится на пять категорий, каждая из которых определяет характеристики механических свойств, регламентируемые при поставке проката по данной категории.

К нормируемым характеристикам относятся предел текучести ат, временное сопротивление ав, относительное удлинение 5, твердость по Роквеллу, глубина сферической лунки, формуемой на листовом образце до его разрушения специальным инструментом (испытание по методу Эриксена).

Подразделение по видам продукции и по качеству отделки поверхности такое же, как проката по ГОСТ 9045-93.

Стандарт на сортамент (ГОСТ 19904-90) распространяется на листовой холоднокатаный прокат шириной 500 мм и более, изготавливаемый в листах толщиной от 0,35 до 5,0 мм и рулонах толщиной от 0,35 до 3,5 мм. Стандарт устанавливает ряд размеров проката по толщине, ширине и длине, предельные отклонения этих размеров, плоскостность проката, характер кромки (обрезная, необрезная) и регламентирует другие характеристики проката (волнистость, серповидность, телескопичность и др.).

В протяжении всей истории, с того момента как был сотворен автомобиль, повсевременно велись поиски новых материалов. И кузов автомобиля не был исключением. Производили кузов из дерева, стали, алюминия и разных видов пластика. Но на этом поиски не останавливались. И, наверное, каждому любопытно, из какого материала делают кузова автомобилей сейчас?

Пожалуй, изготовка кузова является при разработке автомобиля одним из самых сложных процессов. Цех в заводе, где выполняются кузова, занимает площадь примерно 400 000 м кВ, цена которого млрд баксов.

Для производства кузова нужно больше сотки отдельных частей, которые потом необходимо соединить в одну конструкцию, соединяющую внутри себя все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и малой цены кузова конструкторам нужно всегда идти на компромиссы, находить новые технологии, новые материалы.

Разглядим недочеты и достоинства главных материалов, применяемых при изготовлении современных кузовов автомобилей.

Этот материал употребляется для производства кузовов издавна. Сталь имеет отличные характеристики, дозволяющие изготавливать детали различной формы, и при помощи разных методов сварки соединять нужные детали в целую конструкцию.

Разработан новый сорт стали (упрочняющийся во время термообработки, легированный), позволяющий упростить создание и в предстоящем получить данные характеристики кузова.

Делается кузов в несколько шагов.

С самого начала производства из железных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в большие узлы и при помощи сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут боты, да и ручные виды сварки также используются — полуавтоматом в среде углекислого газа либо употребляется контактная сварка.

С возникновением алюминияпотребовалось разрабатывать новые технологии для получения данных параметров, которые должны быть у железных кузовов. Разработка Tailored blanks как раз и является одной из новинок — сваренные встык по шаблону железные листы различной толщины из различных видов стали образуют заготовку для штамповки. Тем отдельные части сделанной детали владеют пластичностью и прочностью.

  • низкая цена,
  • высочайшая ремонтопригодность кузова,
  • отработанная разработка производства и утилизации кузовных деталей.
  • наибольшая масса,
  • требуется защита от коррозии,
  • потребность в большенном количестве штампов,
  • их накладность,
  • такжеограниченный срок службы.

Все идет в дело.

Все материалы, о которых говорилось выше, имеют положительные характеристики. Потому конструкторами проектируются кузова, сочетающиеся детали из различных материалов. Тем при использовании можно обходить недочеты, а использовать только положительные свойства.

Кузов Мерседес-бенз CL является примером гибридной конструкции, потому что при изготовлении применялись такие материалы — алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали сделаны днище багажного отделения и каркас моторного отдела, и некие отдельные элементы каркаса. Из алюминия сделан ряд внешних панелей и деталей каркаса. Из магния сделаны каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и фронтальные крылья. Еще вероятна такая конструкция кузова, в какой каркас будет сделан из алюминия и стали, а внешние панели из пластика и/либо алюминия.

  • вес кузова понижается, при всем этом сохраняется твердость и крепкость,
  • достоинства каждого из материалов при применении употребляются очень.
  • необходимость особых технологий соединения деталей,
  • непростая утилизация кузова, потому что нужно за ранее разобрать кузов на элементы.

Дюралевые сплавы для производства авто кузовов начали использовать относительно не так давно, хотя и были использованы в первый раз в прошедшем столетии, в 30-е годы.

Употребляют алюминий при изготовлении всего кузова либо его отдельных деталей — капот, каркас, двери, крышу багажника.

Исходный шаг производства дюралевого кузова похожий с созданием железного кузова. Детали сначала штампуются из листа алюминия, позже собираются в целую конструкцию. Сварка употребляется в среде аргона, соединения на заклепках и/либо с внедрением специального клея, лазерная сварка. Также к железному каркасу, который сделан из труб различного сечения, крепятся кузовные панели.

  • возможность сделать детали хоть какой формы,
  • кузов легче железного, при всем этом крепкость равная,
  • легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,
  • устойчивостьк коррозии (не считая химической), такжемалая стоимость технологических процессов.
  • низкая ремонтопригодность,
  • необходимость в дорогостоящих методах соединения деталей,
  • необходимость специального оборудования,
  • существенно дороже стали, потому что затраты энергии намного выше

Термопласты.

Это таковой тип пластического материала, который при повышении температуры перебегает в жидкое состояние и делается текучим. Этот материал используется при изготовлении бамперов,деталей обшивки салона.

  • легче железного,
  • при переработке малые издержки,
  • низкая цена подготовки и самого производства при сопоставлении с дюралевыми и железными кузовами (не нужна штамповка деталей, сварочное создание, гальваническое и окрасочное производства)
  • потребность в огромных и дорогостоящих литьевых машинах,
  • при повреждениях сложность в ремонте, в неких случаях единственным выходом является подмена детали.

Стеклопластик.

Под заглавием стеклопластик имеется в виду хоть какой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными термореактивными смолами. Более известными наполнителями числятся — карбон, стеклоткань, кевлар, также волокна растительного происхождения.

Карбон, стеклоткань из группы угле-пластиков, которые представляют собой сеть из переплетенных углеродных волокон (притом, переплетение происходит под различными определенными углами), которые пропитаны особыми смолами.

Кевлар — это синтетическое полиамидное волокно, отличающееся небольшим весом, устойчивое к высочайшей температуре, негорючее, по прочности на разрыв превосходит сталь в пару раз.

Разработка производства кузовных деталей заключается в последующем: в особые матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, потом оставляют для ее полимеризации на определенное время.

Есть некоторое количество методов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов — одна деталь), внешняя панель из пластика, установленная на дюралевом либо железном каркасе,атакже идущий без перерывов кузов с вставленными в его структуру силовыми элементами.

Источник https://avtoataman.ru/iz-kakogo-metalla-sdelan-kuzov-avtomobilya/
Источник https://marshalinstrument.ru/the-related-machines/iz-kakogo-metalla-sdelan-kuzov-avtomobilya-materialy-iz-kotoryh-proizvodyat/

Интересные статьи

Leave a Comment

X