汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)及制造工藝新技術(shù)

摘 要：在汽車(chē)生產(chǎn)中對(duì)于汽車(chē)車(chē)身的設(shè)計(jì)與制造將是汽車(chē)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是整個(gè)汽車(chē)行業(yè)對(duì)于新技術(shù)研發(fā)的重要內(nèi)容。文章主要分析了汽車(chē)車(chē)身的設(shè)計(jì)過(guò)程，汽車(chē)對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)中的技術(shù)做了分析。

關(guān)鍵詞：車(chē)身設(shè)計(jì);制造工藝;新技術(shù)

汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)是低碳環(huán)保和安全節(jié)能以及智能化等技術(shù)要求，對(duì)于汽車(chē)車(chē)身的設(shè)計(jì)研發(fā)，是整個(gè)汽車(chē)制造生產(chǎn)的重要組成部分。隨著我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的不斷增加，汽車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈，目前，如何提升車(chē)身設(shè)計(jì)和制造成為了汽車(chē)生產(chǎn)廠家所關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。

1 對(duì)于汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)的分析

1.1 汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)以及開(kāi)發(fā)流程

目前汽車(chē)生產(chǎn)廠家是把汽車(chē)分為多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行開(kāi)發(fā)控制，并對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都制定了不同的原則，到每個(gè)環(huán)節(jié)都符合要求后，方可進(jìn)入下一階段施工。對(duì)于一個(gè)全新汽車(chē)設(shè)計(jì)的主要階段有調(diào)研階段、汽車(chē)概念設(shè)計(jì)階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段、生產(chǎn)階段、汽車(chē)質(zhì)量驗(yàn)證階段。每個(gè)階段都要有相應(yīng)的工作重點(diǎn)以及工作規(guī)范，只有滿(mǎn)足工作規(guī)范操作后，才可以進(jìn)入下一階段的工作。

1.2 汽車(chē)車(chē)身對(duì)平臺(tái)化模塊化的使用

隨著汽車(chē)行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于汽車(chē)品質(zhì)的需求也在不斷提升，各個(gè)大型汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于新車(chē)型的推出速度也在逐漸加快。在汽車(chē)生產(chǎn)中對(duì)車(chē)身平臺(tái)以及模塊化的應(yīng)用，不僅可以縮短汽車(chē)研發(fā)周期和生產(chǎn)成本，還可以控制在汽車(chē)生產(chǎn)中存在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和汽車(chē)的可靠性。對(duì)于新平臺(tái)的發(fā)展與規(guī)劃，我們常見(jiàn)的一些汽車(chē)生產(chǎn)廠家推出的新車(chē)型越來(lái)越多，在增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)還要擁有者良好的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于一些國(guó)內(nèi)的自主品牌也逐漸從不開(kāi)發(fā)到現(xiàn)在向開(kāi)發(fā)階段的轉(zhuǎn)變，以及開(kāi)始注重對(duì)汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)的研究。

2 汽車(chē)生產(chǎn)中對(duì)于原材料的應(yīng)用

2.1 車(chē)身新結(jié)構(gòu)對(duì)材料的應(yīng)用

在汽車(chē)車(chē)身概念設(shè)計(jì)階段通常都會(huì)運(yùn)用總體布置以及對(duì)主體構(gòu)架進(jìn)行造型的設(shè)計(jì)從中對(duì)汽車(chē)車(chē)身做出詳細(xì)設(shè)計(jì)。在汽車(chē)概念設(shè)計(jì)階段要運(yùn)用較為先進(jìn)的仿真分析法，在模型設(shè)計(jì)階段不需要運(yùn)用任何3D模型就可以從中構(gòu)建出汽車(chē)有限元模型，在方案選擇期間可以運(yùn)用具有較大差異的方案，并按照整體布局的設(shè)計(jì)思路低車(chē)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在汽車(chē)車(chē)身概念的設(shè)計(jì)階段要確定整個(gè)汽車(chē)車(chē)身的結(jié)構(gòu)框架。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)運(yùn)用較為典型的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)車(chē)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，這樣不僅可以提升汽車(chē)車(chē)身的彎曲度，還可以加強(qiáng)汽車(chē)的防碰撞功能[1]。

2.2 在汽車(chē)生產(chǎn)中車(chē)身對(duì)新材料使用

在汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)中通常使用的都是低碳鋼、熱成型鋼、普通高強(qiáng)度鋼、先進(jìn)高強(qiáng)度鋼、常高強(qiáng)度鋼，其中對(duì)于在汽車(chē)生產(chǎn)中常用的是先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板，其中鋼的強(qiáng)度范圍在500-1500MPa，其主要是在使用中碰撞性較強(qiáng)、成型性能較好等優(yōu)勢(shì)，其主要在白色汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用較為廣泛。在汽車(chē)用鋼生產(chǎn)中的AHSS的比例有著顯著上升，與此同時(shí)，世界各地也正在逐步研究第三代AHSS。當(dāng)前，在汽車(chē)生產(chǎn)中對(duì)AHSS高強(qiáng)度鋼的使用主要是在汽車(chē)的車(chē)身底板和行李架等零部件上的運(yùn)用。在汽車(chē)保險(xiǎn)杠、車(chē)門(mén)防撞梁等部位主要用于的是AHSS中的CP鋼。對(duì)于鋁合金材料的使用主要是在汽車(chē)的覆蓋件以及結(jié)構(gòu)件上，主要是因?yàn)槎喾N因素的影響在使用期間存在著不足，當(dāng)前國(guó)內(nèi)在汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)中主要是以鋼為主。隨著鋁合金技術(shù)的不斷發(fā)展，在車(chē)身設(shè)計(jì)中將有更多的高性能成本鋁合金來(lái)取代鋼材。一些復(fù)合型材料也將被應(yīng)用與車(chē)身設(shè)計(jì)中。對(duì)于工程塑料主要是應(yīng)用在汽車(chē)外部的覆蓋件上，其中對(duì)于符合材料的使用有著密度小、設(shè)計(jì)方便等優(yōu)勢(shì)，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(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋、后門(mén)防撞梁等部件中。

3 對(duì)汽車(chē)制造工藝新技術(shù)的分析

3.1 汽車(chē)車(chē)身制造新成形技術(shù)分析

（1）對(duì)內(nèi)高壓成型技術(shù)的應(yīng)用。液力成形技術(shù)中主要包含著內(nèi)高壓成形工藝，其主要是通過(guò)內(nèi)部加壓和軸向加力對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充原料，把管狀原料對(duì)其用模具進(jìn)行改造成汽車(chē)生產(chǎn)中所需的零部件。在汽車(chē)生產(chǎn)中傳統(tǒng)沖焊零件在高壓成型中有著材料利用率高以及零部件數(shù)量少等優(yōu)點(diǎn)。從理論上來(lái)說(shuō)，任何帶有腔體的車(chē)身結(jié)構(gòu)部件在生產(chǎn)中都是可以運(yùn)用高壓成型技術(shù)生產(chǎn)的。調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，北美地區(qū)在汽車(chē)生產(chǎn)中有一半零部件都是運(yùn)用高壓成型技術(shù)生產(chǎn)的。（2）對(duì)熱成型技術(shù)分析。在汽車(chē)零部件生產(chǎn)中對(duì)于冷沖壓與熱成型相比，主要是在紅熱狀態(tài)下形成的。在生產(chǎn)中首先將其造常溫下的硼合金鋼板放入在熱爐中進(jìn)行加熱，待溫度達(dá)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(jìn)行鋼板冷卻，待模具發(fā)生變化后會(huì)把奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，此時(shí)的零部件強(qiáng)度將會(huì)達(dá)到1500MPa左右，因此，將被廣泛應(yīng)用在ABC柱以及車(chē)門(mén)防撞梁等安全構(gòu)件中。

3.2 汽車(chē)制造工藝新連接技術(shù)

（1）等離子焊接技術(shù)的應(yīng)用。等離子焊接主要是在高強(qiáng)度等離子下對(duì)原材料做出特殊熔化，并且隨著等離子弧的推進(jìn)把帶焊接孔進(jìn)行關(guān)閉，最終防止零部件出現(xiàn)變形。其中主要的優(yōu)點(diǎn)是：可以提高零部件焊接的韌性以及強(qiáng)度，從而避免在焊接中零部件出現(xiàn)變形，不僅可以增加車(chē)身表面的美觀性以及生產(chǎn)效率，還可以有效降低零部件生產(chǎn)設(shè)備的日常維護(hù)資金。（2）膠接技術(shù)分析。在汽車(chē)生產(chǎn)中通過(guò)運(yùn)用膠接技術(shù)來(lái)對(duì)汽車(chē)零部件進(jìn)行連接，采用膠接技術(shù)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(duì)于多材料混合車(chē)身的應(yīng)用，通常采用的是機(jī)械連接和結(jié)構(gòu)膠的形式，比如，結(jié)構(gòu)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(xué)的腐蝕，因此，在鋁合金和鋼鋁混合車(chē)身上的使用具有著較明顯的優(yōu)越性[2]。（3）激光焊接技術(shù)的應(yīng)用。激光焊接技術(shù)的使用主要是把高強(qiáng)度的激光束焊接在鋼板的表面上，以此促進(jìn)兩者之前相互反應(yīng)，激光熔化和結(jié)晶冷卻對(duì)焊接技術(shù)的應(yīng)用，其主要是因?yàn)楹附铀俣容^快、穩(wěn)定性比較好，一般在使用中將不會(huì)對(duì)其添加金屬和焊劑，并從中實(shí)現(xiàn)一部分特異材料的焊接。對(duì)于焊接中出現(xiàn)的光束是比較容易控制的，其可以通過(guò)焊接定位的精準(zhǔn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)于汽車(chē)車(chē)身新技術(shù)的研究，主要分為對(duì)于汽車(chē)車(chē)身的設(shè)計(jì)以及汽車(chē)生產(chǎn)工藝方面。隨著整個(gè)汽車(chē)開(kāi)發(fā)流程的不斷改善，在汽車(chē)生產(chǎn)中對(duì)仿真分析法的應(yīng)用也在逐步提升，這將是整個(gè)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃仁貴.汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)及制造工藝的新技術(shù)研究[J].機(jī)電信息，2019（26）：88-89.

[2]吳波.汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)及制造工藝新技術(shù)研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（13）：138.

作者簡(jiǎn)介：王寒坤（1982-），男，河北任丘人，本科，助理工程師，研究方向：車(chē)身工藝技術(shù)方向。