分析汽車車身設計及制造工藝新技術

蘇喜陽 田朝

摘 要：社會生活水平的提升，帶動了人們對出行方式的需求，汽車逐漸普及到生活的方方面面，但人們對汽車車身設計的要求也得到了極大的提升。在汽車制造的過程中，汽車車身設計作為汽車生產的重要環節，必須要給予充分的重視，促使設計人員提出符合社會大眾需求的汽車車身設計，對汽車車身設計質量的控制帶來幫助。汽車車身設計質量控制對于汽車車身的質量控制有著重要的作用，如果汽車車身設計質量控制工作不到位的話，會導致汽車在之后的生產過程中難以有效地完成既定的目標，造成汽車在最終的使用過程中具有嚴重的問題，因而汽車設計人員及生產者必須要對汽車車身質量控制方法進行深入的研究，確保汽車車身質量控制工作的有效完成。

關鍵詞：汽車車身;設計;制造工藝

1.汽車車身設計的質量要求

車身作為汽車整體機構的重要部分，包括對側圍、頂蓋以及車身底板與后隔板的設計，在進行汽車車身的設計過程中，必須要綜合性地對汽車空間、人機工程等進行全方位的考慮，切實地保證汽車的基本功能。在完成基本功能的設計工作之后，應當對汽車車身的相關性能進行提升，滿足汽車的耐久要求，這與汽車的使用時間有著直接的聯系。同時，設計者也必須要對汽車的安全性能進行考慮，車身的安全帶強度、碰撞性能以及座椅強度與之具有直接的聯系。汽車車身的強度也必須要滿足使用者在實際使用過程中的要求，包括對頂蓋抗壓能力的設計以及局部剛性的設計，這些都與汽車的使用性能有著直接的聯系。事實上，汽車的整體性能好壞與其在制造過程中使用的部件質量有著直接的聯系，因而制造者在制造過程中必須要對汽車零配件質量進行有效地提升，保證所使用的零配件可以滿足汽車長期使用的要求，這樣才能提及對汽車車身設計的質量要求。在汽車車身設計的實際過程中，設計者需要結合汽車實際使用的性能要求以及時長限制，對汽車的使用強度進行有效地考量，從而進行相關設計，否則就會造成所制造的汽車與其目標客戶的使用需求無法得到有效的滿足，導致汽車車身設計沒有起到其應有的作用，浪費相關建材的使用，造成對多種資源及人員設計的浪費。

2. 汽車車身設計的結構方式

2.1 縱向梁設計

縱向梁設計作為汽車在制造過程中的重要構成部分，與汽車車身的耐撞性雨季彎曲性有著直接的聯系，需要進行專業性的設計與專門性材料的使用。車身的縱向梁設計涉及到頂蓋邊梁、前托架以及前縱梁多個部分，對于車身的質量有著重要的作用，必須要加強對相關部分設計質量的重視。在實際制造過程中，車身的結構是由立柱、縱向梁和橫向梁三個部分組成的，其中縱向梁對于汽車的車身質量有著最為直接的影響，其所處的位置會與其他兩個部分形成環環相扣的結構，有效地保證汽車車身的整體質量。在汽車車身的設計過程中，對于縱向梁的設計需要與其他部分進行有效地結合，保證縱向梁的設計能夠與汽車車身的整體質量相契合，避免在最終使用中出現質量不均衡的狀況，影響使用者的使用體驗。

2.2 汽車車身的局部結構設計

汽車車身設計過程中的車身斷面主要指車身中梁位置所處的斷面，往往用于傳遞車身的載荷，是以封閉式的結構設計的。連接結構的設計師防止車身在接頭位置的結構應力太過集中，導致汽車車身在實際制造過程中出現受力不均勻的狀況，必須要加強對車身接頭位置使用材料的厚度，增大其截面積，從而為汽車車身的連接處壓力起到緩解作用。汽車車身的局部結構設計也會對車身的質量產生嚴重的影響，在設計設計過程中，必須要將汽車車身的局部結構設計工作進行合理地安排，從而避免車身在制造過程中出現多樣化的問題，造成制造者的結構建造難題。

2.3 汽車車身的性能計算

汽車車身在實際使用過程中的性能與正面碰撞的前圍侵入量、側面碰撞變形量有著直接的聯系，因而必須要對汽車的車身性能進行必要的設計，保證汽車性能在實際使用過程中的良好表現。使用必要的軟件，對汽車車身質量進行分析，將其性能提高到同類型汽車的前列，可以為使用者帶來良好的使用體驗，有利于汽車的實際銷售和使用。對于汽車車身進行必須要的性能計算，可以為汽車車身的設計帶來直接的依據，使設計者擁有正確的方面進行相關的設計改進，從而為汽車車身設計質量的提升提供有效的改進方案，減少設計者所陷入的難題，為汽車車身性能的早日提升帶來幫助。

3. 車身制造新工藝技術應用

3.1 車身成形新技術

應用由于傳統的車身成形技術已經不再適應當今新型車身結構與材料特點，因此在制造過程中利用新型成形技術，提高車身制造質量與效率，降低制造成本和成本產生，就顯得較為重要了。在實際的生產中，新型車身成形技術包括了以下兩種。（1）車身內高壓成形工藝與傳統成形技術相比較，內高壓成形工藝可以提高變徑管、彎曲軸線異型截面空心和薄壁多通管等加工難度較高零件的生產效率，減少了零件加工中焊接變形問題，同時有助于零件截面封閉的提高。同時在研究中，我們還發現這一技術的應用可以很好地減少車身制造中的耗材，降低車身整體重量。正因這一技術具有以上優勢，因此在北美等地區，這一技術經常被用于制造轎車的副車架、散熱器支架、底盤構件等復雜構件，其技術應用前景極好。但是需要注意的是由于這一技術的應用需要使用大噸位液壓機作為合模壓力機，同時在我國這一技術依然處于試用階段，因此其生產與研發成本依然較高。（2）車身熱成形工藝熱成形與冷成形技術相比較，其技術特點在于在加工的構件上形成一個變化著的溫度場，進而使構件組織和力學性能產生一定變化。在這種情況下構件內部應力與溫度場既是共存又會產生相互藕合的形狀變化。這種技術主要用于車體板材構件加工中。

3.2 車體焊接新技術應用

焊接技術也是車體加工中最為常見的制造技術，但是傳統的焊接技術存在工作量大、控制精度差以及殘余應力大等特點。因此新型焊接技術的應用就顯得極為重要。（1）車身激光焊接工藝應用將激光焊接技術應用于車身制造中，代替傳統的焊接技術可以很好的提高車身制造質量與美觀性。這主要是因為激光焊接技術在車身焊接中具有以下四個主要特點：一是焊接速度快、深度大，同時焊接中產生的應力變形小。二是焊接精度高，可以進行微小位置的高精度焊接，同時對于難以焊接位置也可以進行準確焊接。三是激光焊接對使用環境要求較小，使用適應性較強。四是激光焊接可以實現多光束同時或多工位加工方式，提高了焊接的工作效率。但是在使用中激光焊接也存在以下兩方面問題，一方面激光焊接使用精度較高，對技術人員操作與操作設備提出了一定要求，另一方面激光焊接設備成本較高，對使用造成一定壓力。（2）車身等離子焊接工藝應用等離子焊接在車身制造中的使用具有以下四個優勢：一是車身焊接強度得到了很大提升。二是焊接變形小，提高了車體的美觀性。三是等離子焊接車身防腐性高于傳統焊接方法。四是焊接效率快，提高了車身生產效率。

參考文獻：

[1]楊廷勇.汽車車身結構件設計與性能計算分析[J].機械工程與自動化.2018.

[2]沙艷君，馮立立.車身焊接質量技術分析[J].科技經濟導刊.2017.