汽车车身设计及制造工艺新技术研究

汽车车身设计及制造工艺新技术研究

苑智广苟晨晨

(长城汽车股份有限公司河北保定071000)

摘要：现如今，随着科学技术飞速发展和我国人民生活水平的提高，汽车设计和制造行业也得到了极大的改善，并朝着绿色低碳、经济美观、舒适的趋势发展。为了寻求在不同领域的进一步发展，对于汽车车身的设计和新型制造工艺的研究，就显得尤为重要。接下来，就汽车车身设计及制造工艺新技术展开分析和探讨。

关键词：汽车车身；车身设计；制造工艺；新技术

引言

现阶段和未来的汽车工艺行业的发展面临着来自新能源汽车和以环境保护为主的压力，通过不断的技术创新和思维创新来开展汽车车身设计和工艺制造工作，有效的提高的汽车性能，充分保障汽车行驶时的舒适性以及安全性，有效的降低汽车油耗和减少可燃气体的排放，提高资源利用效率加快产品的更换。

1车身的作用以及有关的结构特点

我们都知道，车身的主要作用是用来载运乘客或者是货物的，其功能相当于一个临时住所或者是流动仓库，这个住所或者仓库是受到质量以及空间限制的，能够活动的建筑物，车身的具体作用需要分车型来确定。对于轿车的车身来讲，其主要作用一般包括以下几点：其一就是车身是车的四大组成部分之一，对于汽车的整车功能来讲具有非常重要的意义，除此之外还能够提供更舒适的乘车环境，保护开车人的安全。对车身进行设计还能够保障降低空气的阻力，加强轿车的美观性。车身的特点主要集中在以下几个方面，其一就是制造车身的材料是十分多的，其二是车身外形的发展速度比较快，更新换代比较快。车身结构特点主要集中在组成车身外形的各个零部件比较多，并且零部件的表面积比较大，形状比较复杂并且多为自由面。

2汽车车身设计技术

2.1新车车身的设计开发流程

新车车身的设计开发流程是根据很多项目的节点进行区分的，我国现目前最主流的新车车身设计开发流程（如图1所示）。需要注意的是进行新车车身的设计前要对新车车身可靠性进行测验，同时在对新车车身的结构设计方面，要着重全面的考虑到车身的新材料以及新结构在其中应用。

图1新车车身设计开发流程图

2.2新车车身结构新材料的运用

（1）新车车身新材料的运用。由于当前车门的车身附件结构技术已经相对成熟，仅仅是依靠结构优化对车门的质量进行全面优化，还不能完全达到理想的效果，其还需要通过对新材料的充分运用，这样才能促使车门达到减轻重量的要求。在这些新材料中其中包含了强度较高的IF钢板，软钢板，涵磷钢板和IS强度钢板等一系列新材料。比如；宝马E60的车身车门的外板就是运用的BH强度钢板，这一材料的应用可以有效的提高车身强度。车身的骨架结构中所包括的安全性构件还包含了；车门防撞杆，顶盖横梁，和ABC柱，前后纵梁以及前后保险杠等构件。这些安全构件的复杂程度都有所不同，同时对车身进行焊接的部分也是相对较多的并且复杂，其主要目的是为了保护乘员的安全问题。这些零部件的材料应用需要满足以下条件；第一就是满足相对较高的静态力学性能，第二是满足材料可以较好的成型和焊接的性能，第三是要满足相对较高的动态力学性能，从这几个方面入手的话可以有效的防止其吸收能力以及入侵性。常常运用到的材料有下面几种；HSLA系列，MS系列，PHS系列，SAPH系列等钢板，都能有效的结合在车身的结构使用中。

（2）新车车身的结构。新车车身结构主要可分为车身覆盖以及车身骨架这两个方面，其中车身覆盖又可以被分为四门两盖，分别为；车身顶盖和翼子板以及侧围的外板等等，这些零件有一些尺寸相对较大。可以以车门为例来介绍车身覆盖件的新结构。车身车门从新结构上来说主要实现了减少车辆重量，减少车辆自身重量可以依靠两种方法，一种是改变其车身结构，第二种就是可以减少车门内部零件的数量。现代化新型车的车门结构主要是应用了具有较高强度的铝合金或者较高强度的钢板以及其他材料的组合来有效的减轻车身重量，运用模块化或者构架式的结构方式来进行制造。其中框架式的车身车门主要是由外钢板，内钢板以及车身车门框架这三部分所组成。其中，框架需要承受整个车身车门的载荷能力，可以提升车门的强度，在车门受到外部力量冲击时，主要是依靠车身框架和防撞杆对外部冲击力进行吸收减轻。模块化结构车门包含内板和外板，这样可以方便车门模块化的生产制造。车身车门的附件可以在内板和外板框架涂装喷涂完毕后。当车门遭受到外部因素力量的冲击时车身主要是依靠车身自身的框架进行承担外部撞击力量，这一车身车门的结构形式优点在于，可以有效的减少车门内部的零部件的使用，车门的内板和外板也可以应用较轻质的新型材料进行生产制造，可以有效的达到减轻车身重量的效果，这样有利于车门的装配和生产制造，促使生产制造费用成本降低，当车门发生损坏时，可以直接的更换受损的模块，这样也促使维修费用的降低，大大的节约了资金，有效的增加汽车制造工业的经济的使用效率。

3汽车制造工艺的新技术研究

3.1高新成型技术

内部高压成型技术：在汽车制作的新型工艺中，从成型技术来看，内部高压成型技术的优势一般通过液体压力的形式来表现，将制作所使用的材料更快的压缩到相关模板中去，提升工作效率的同时，也能够保证生产质量不受影响。当今社会，这项技术已经得到了广泛使用，但大多数情况下，这一技术是用来制造车身的外部零件，为了预防在制作过程中受到高温和其他极端环境条件的变化影响，出现质量不达标的情况，在组装零部件时，也应当根据实际情况，选择最合适的连接方式。

热成型技术：汽车车身的热成型技术比较特殊，作用到制作材料上，能够在一定范围内形成一个固定的温度区间，从而保证零部件的形态不偏离既定标准，这是整个汽车零件生产的前提和基础。在这种情况下，零件产生变形的可能性较小，但并不能完全杜绝，如果材料稳定性、承压能力等因素发生变化，那么所受到的压力也会随之发生改变，并直接体现到温度区间的不稳定上。因此，这项技术的使用是有利有弊的，为了能够取得更好的使用效果，在实际操作时，就必须更加谨慎，严格按照标准操作。

3.2新型焊接技术

等离子焊接技术：该技术主要能够在使用过程中产生强度较大的等离子，从而使得需要进行连接的零部件表面结构发生改变，在状态稳定之后，牢固拼接到一起。这种技术适用范围并不广泛，只有在生产大众以及奥迪的部分车型时，才会采用。分析其优势，不仅能够使得拼接部位更加牢固，又能够减少汽车表面的违和之处，提升其美观性，与此同时，又能够促使整个生产过程工作效率直线上升，方便后期修缮和维护，能够有效节省很大一部分的时间成本和人力成本。

结语

综上所述，对汽车车身的设计与制造新技术的研究，主要分为两个方面，分别是汽车车身设计技术与制造工艺技术。论文对汽车车身设计论述主要是以车门为例的，接着通过对新车身的构造和材料进行阐述，对制造工艺新技术的成形技术与焊接技术进行分析，使得这些新技术在汽车制造中得以运用，促进汽车生产更加符合现代人的需求。

参考文献:

[1]何延发，赵晓巍.机器人在汽车车身制造中的应用研究[J].中国高新技术企业，2014(09)：31-32.

[2]王磊.汽车车身设计及制造工艺新技术研究[A].河南省汽车工程学会.自主创新、学术交流——第十届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集[C].河南省汽车工程学会：河南省汽车工程学会，2013：3.