汽車車身設計及制造工藝新技術

摘 要：在汽車生產中對于汽車車身的設計與制造將是汽車生產中的重要環節，同時也是整個汽車行業對于新技術研發的重要內容。文章主要分析了汽車車身的設計過程，汽車對汽車生產中的技術做了分析。

關鍵詞：車身設計;制造工藝;新技術

汽車行業發展的主要趨勢是低碳環保和安全節能以及智能化等技術要求，對于汽車車身的設計研發，是整個汽車制造生產的重要組成部分。隨著我國汽車行業的不斷增加，汽車的競爭也越發激烈，目前，如何提升車身設計和制造成為了汽車生產廠家所關注的重點問題。

1 對于汽車車身設計的分析

1.1 汽車車身設計以及開發流程

目前汽車生產廠家是把汽車分為多個環節進行開發控制，并對每個環節都制定了不同的原則，到每個環節都符合要求后，方可進入下一階段施工。對于一個全新汽車設計的主要階段有調研階段、汽車概念設計階段、詳細設計階段、設計驗證階段、生產階段、汽車質量驗證階段。每個階段都要有相應的工作重點以及工作規范，只有滿足工作規范操作后，才可以進入下一階段的工作。

1.2 汽車車身對平臺化模塊化的使用

隨著汽車行業的不斷發展，人們對于汽車品質的需求也在不斷提升，各個大型汽車生產企業對于新車型的推出速度也在逐漸加快。在汽車生產中對車身平臺以及模塊化的應用，不僅可以縮短汽車研發周期和生產成本，還可以控制在汽車生產中存在的技術風險和汽車的可靠性。對于新平臺的發展與規劃，我們常見的一些汽車生產廠家推出的新車型越來越多，在增強市場競爭力的同時還要擁有者良好的經濟效益。對于一些國內的自主品牌也逐漸從不開發到現在向開發階段的轉變，以及開始注重對汽車車身設計的研究。

2 汽車生產中對于原材料的應用

2.1 車身新結構對材料的應用

在汽車車身概念設計階段通常都會運用總體布置以及對主體構架進行造型的設計從中對汽車車身做出詳細設計。在汽車概念設計階段要運用較為先進的仿真分析法，在模型設計階段不需要運用任何3D模型就可以從中構建出汽車有限元模型，在方案選擇期間可以運用具有較大差異的方案，并按照整體布局的設計思路低車身結構進行設計。在汽車車身概念的設計階段要確定整個汽車車身的結構框架。在設計中，設計人員可以通過運用較為典型的閉環結構，對車身的結構設計進行優化，這樣不僅可以提升汽車車身的彎曲度，還可以加強汽車的防碰撞功能[1]。

2.2 在汽車生產中車身對新材料使用

在汽車車身生產中通常使用的都是低碳鋼、熱成型鋼、普通高強度鋼、先進高強度鋼、常高強度鋼，其中對于在汽車生產中常用的是先進高強度鋼板，其中鋼的強度范圍在500-1500MPa，其主要是在使用中碰撞性較強、成型性能較好等優勢，其主要在白色汽車生產中的應用較為廣泛。在汽車用鋼生產中的AHSS的比例有著顯著上升，與此同時，世界各地也正在逐步研究第三代AHSS。當前，在汽車生產中對AHSS高強度鋼的使用主要是在汽車的車身底板和行李架等零部件上的運用。在汽車保險杠、車門防撞梁等部位主要用于的是AHSS中的CP鋼。對于鋁合金材料的使用主要是在汽車的覆蓋件以及結構件上，主要是因為多種因素的影響在使用期間存在著不足，當前國內在汽車車身生產中主要是以鋼為主。隨著鋁合金技術的不斷發展，在車身設計中將有更多的高性能成本鋁合金來取代鋼材。一些復合型材料也將被應用與車身設計中。對于工程塑料主要是應用在汽車外部的覆蓋件上，其中對于符合材料的使用有著密度小、設計方便等優勢，而且材料的使用性能也是比較與金屬材料想接近的，其主要被廣泛應用在發動機罩蓋、后門防撞梁等部件中。

3 對汽車制造工藝新技術的分析

3.1 汽車車身制造新成形技術分析

（1）對內高壓成型技術的應用。液力成形技術中主要包含著內高壓成形工藝，其主要是通過內部加壓和軸向加力對其進行補充原料，把管狀原料對其用模具進行改造成汽車生產中所需的零部件。在汽車生產中傳統沖焊零件在高壓成型中有著材料利用率高以及零部件數量少等優點。從理論上來說，任何帶有腔體的車身結構部件在生產中都是可以運用高壓成型技術生產的。調查統計發現，北美地區在汽車生產中有一半零部件都是運用高壓成型技術生產的。（2）對熱成型技術分析。在汽車零部件生產中對于冷沖壓與熱成型相比，主要是在紅熱狀態下形成的。在生產中首先將其造常溫下的硼合金鋼板放入在熱爐中進行加熱，待溫度達到880～950℃奧氏體化，帶加熱完成后在放入冷卻管道沖壓模具上沖壓，待模具成型后進行鋼板冷卻，待模具發生變化后會把奧氏體轉變為馬氏體，此時的零部件強度將會達到1500MPa左右，因此，將被廣泛應用在ABC柱以及車門防撞梁等安全構件中。

3.2 汽車制造工藝新連接技術

（1）等離子焊接技術的應用。等離子焊接主要是在高強度等離子下對原材料做出特殊熔化，并且隨著等離子弧的推進把帶焊接孔進行關閉，最終防止零部件出現變形。其中主要的優點是：可以提高零部件焊接的韌性以及強度，從而避免在焊接中零部件出現變形，不僅可以增加車身表面的美觀性以及生產效率，還可以有效降低零部件生產設備的日常維護資金。（2）膠接技術分析。在汽車生產中通過運用膠接技術來對汽車零部件進行連接，采用膠接技術連接主要是在使用中擁有著良好的抗疲勞性和隔音性以及減振性。對于多材料混合車身的應用，通常采用的是機械連接和結構膠的形式，比如，結構膠和FDS的使用是可以隔絕各種金屬接觸的，這樣可以有效避免電化學的腐蝕，因此，在鋁合金和鋼鋁混合車身上的使用具有著較明顯的優越性[2]。（3）激光焊接技術的應用。激光焊接技術的使用主要是把高強度的激光束焊接在鋼板的表面上，以此促進兩者之前相互反應，激光熔化和結晶冷卻對焊接技術的應用，其主要是因為焊接速度較快、穩定性比較好，一般在使用中將不會對其添加金屬和焊劑，并從中實現一部分特異材料的焊接。對于焊接中出現的光束是比較容易控制的，其可以通過焊接定位的精準性來實現自動化生產。

4 結束語

總之，對于汽車車身新技術的研究，主要分為對于汽車車身的設計以及汽車生產工藝方面。隨著整個汽車開發流程的不斷改善，在汽車生產中對仿真分析法的應用也在逐步提升，這將是整個汽車行業的發展趨勢。

參考文獻：

[1]黃仁貴.汽車車身設計及制造工藝的新技術研究[J].機電信息，2019（26）：88-89.

[2]吳波.汽車車身設計及制造工藝新技術研究[J].南方農機，2019，50（13）：138.

作者簡介：王寒坤（1982-），男，河北任丘人，本科，助理工程師，研究方向：車身工藝技術方向。