汽車車身材料與工藝的研究

閆科穎?韓瑞?劉晨旭

摘 要：汽車是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)發(fā)展的集中體現(xiàn)，汽車的發(fā)展水平也代表了工業(yè)發(fā)展水平，同時(shí)汽車作為我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕煌üぞ?，其地位也不言而喻，所以?duì)汽車制造的研究很有必要，本文介紹了汽車車身的使用材料和制造工藝。

關(guān)鍵詞：車身；材料；工藝

1 車身概述

汽車有三大結(jié)構(gòu)組成，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，車身，底盤。汽車車身結(jié)構(gòu)主要包括：車身殼體、車門、車窗、車前鈑制件、車身內(nèi)外裝飾件和車身附件、座椅以及通風(fēng)、暖氣、冷氣、空氣調(diào)節(jié)裝置等。

汽車車身是汽車的重要組成部分，它構(gòu)成了成員的乘座空間和乘座環(huán)境，其外表展示了整車的造型藝術(shù)和整車的特征。因此，車身材料既要滿足車身設(shè)計(jì)、生產(chǎn)（制造）、裝配、維護(hù)方面的要求，還要滿足使用、安全等方面的要求，即滿足強(qiáng)度、剛度、耐腐蝕、拉延性以及可焊接，易加工成型等方面的要求，所以轎車車身用材料種類較多。

2 車身材料

2.1 鋼板

汽車車身外殼絕大部分是金屬材料，主要用鋼板。包括鍍鋅薄鋼板、普通低碳鋼板、高強(qiáng)度鋼板。鍍鋅薄鋼板的廣泛使用是因?yàn)槠淠透g能力較強(qiáng)，鍍鋅鋼板車身的防銹蝕保質(zhì)期可長(zhǎng)達(dá)11年。普通低碳鋼板具有很好的塑性加工性能，強(qiáng)度和剛度也能滿足騎車車身的要求，同時(shí)也能滿足車身焊接的要求。為了滿足汽車制造業(yè)追求輕量化的要求，鋼鐵企業(yè)推出高強(qiáng)度汽車鋼材系列鋼板。它可以有效地提高汽車車身的抗沖擊性能，延長(zhǎng)了汽車的使用壽命。

2.2 塑料

由于塑料具有諸多金屬和其他材料所不具備的優(yōu)良性能，因此在汽車上的應(yīng)用很廣。常用于制作各種結(jié)構(gòu)零件、耐磨減摩零件、隔熱防振零件等。

⑴、門內(nèi)板，門內(nèi)板的骨架部分均由ABS注塑而成。

⑵、頂棚，頂棚由基材和表皮構(gòu)成。基材要求輕量、高剛性、尺寸穩(wěn)定、易成型等，一般使用熱塑性聚氨酯發(fā)泡內(nèi)材，門內(nèi)手柄，不僅是啟閉門的功能件，而且也是裝飾件。一般以ABS、改性PP等材料制成。

⑶、保險(xiǎn)杠，保險(xiǎn)杠是轎車的主要塑料件之一。保險(xiǎn)杠也由面板和骨架材料組成。面板材料采用聚丙烯熱塑性彈性體，再加入其它助劑，經(jīng)注塑成型。

⑷、散熱器格柵，散熱器格柵一般用ABS或PC/ABS合金，也有采用耐候性較好的ASA材料。

⑸、側(cè)防撞條，側(cè)防撞條大多使用金屬芯材和PVC型材，即PVC被擠出成中空狀的型材料，然后在中間鑲嵌以金屬芯材復(fù)合制成。

⑹、車前大燈玻璃，考慮到車前大燈玻璃的透明性、耐熱性、耐沖擊性以及易于成型性，多數(shù)采用表面涂敷硬膜的PC。前大燈反射鏡殼一般用BMC、PPS、PC、PBT等制成。

此外，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、油箱、電路儀表板、座椅、系統(tǒng)等都大量的用到塑料制件。

2.3 玻璃

汽車玻璃是汽車車身附件中必不可少的，主要起到防護(hù)作用。汽車玻璃主要有以下三類：夾層玻璃，鋼化玻璃和復(fù)合玻璃。

⑴、夾層玻璃，夾層玻璃是由兩層或兩層以上的玻璃用一層或數(shù)層透明的粘結(jié)材料粘合而成的玻璃制品。粘結(jié)力高，當(dāng)玻璃破碎后，玻璃碎片仍然粘在一起不剝落，不傷人，具有安全性，同時(shí)也具有耐光、耐熱、耐濕、耐寒的特性。

⑵、鋼化玻璃，鋼化玻璃具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、抗沖壓強(qiáng)度和良好的熱穩(wěn)定性。最主要的是鋼化玻璃的安全性好，鋼化玻璃破碎時(shí)碎片成蜂窩狀鈍角小顆粒，不易傷人。

（3）、復(fù)合玻璃，在兩片或三片平板玻璃之間夾入透明的粘結(jié)力強(qiáng)的聚乙烯樹脂，經(jīng)熱壓加工形成，又因?yàn)橹虚g夾層的材料不同、厚度不同而分為普通復(fù)合玻璃和HPR夾層玻璃。

2.4 橡膠

橡膠是一種有機(jī)高分子材料，汽車上有許多零件是用橡膠制造的，如風(fēng)扇傳動(dòng)帶、緩沖墊、油封、制動(dòng)皮碗等。橡膠具有良好的耐寒、耐蝕和不滲漏水、氣等性能。橡膠的缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性差、硬度和拉伸強(qiáng)度不高等，尤其是容易老化。

3 加工工藝

汽車車身加工有三大工藝流程，分別是沖壓工藝、焊裝工藝和涂裝工藝。

沖壓是一種金屬塑性加工方法，其原料主要是板材、帶材、管材及其他型材，利用沖壓設(shè)備通過模具的作用，使原材料變成所需要的形狀和尺寸，然后再經(jīng)過沖孔、切邊、翻邊等等工序，最后才會(huì)成為所需要的工件。沖壓工序可分為四個(gè)基本工序，分別是沖裁、彎曲、拉伸、局部成形。

焊裝工藝是將沖壓好的車身零件用夾具定位采用焊接的方法將其結(jié)合形成車身總成，焊接包括點(diǎn)焊、二氧化碳保護(hù)焊、凸焊、螺柱焊。汽車車身是由薄板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)件，沖壓成型后的板料通過裝配和焊接形成車身殼體，所以焊裝是車身成型的關(guān)鍵，裝焊工藝是車身制造工藝的重要組成部分。

涂裝對(duì)于汽車有兩個(gè)作用，第一車身防腐，第二增加美觀。涂裝工藝主要有以下工序：漆前預(yù)處理和底漆、噴漆工藝、烘干工藝等，整個(gè)過程需要大量化學(xué)試劑處理和精細(xì)的工藝參數(shù)控制，對(duì)油漆材料和各項(xiàng)加工設(shè)備的要求都很高，因此涂裝工藝都是各公司的技術(shù)秘密。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車車身的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，一方面，要考慮實(shí)際生產(chǎn)和制造水平，另一方面，還要求外形設(shè)計(jì)舒適、美觀，最后都要落腳在汽車的安全性問題上，這涉及到工程和藝術(shù)兩大領(lǐng)域，所以汽車工業(yè)的發(fā)展仍舊需要設(shè)計(jì)師們的不斷努力。

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