汽车车身设计及制造工艺新技术研究

摘 要：车身是汽车的重要组成部分，关系着汽车的安全性和稳定性，影响着公共交通秩序和人们生命财产安全。为了确保汽车的制造质量符合国家相关标准规范的要求，就要对汽车车身进行科学合理的设计，并采取有针对性的制造工艺。本文就汽车车身设计及制造工艺新技术展开探讨。

关键词：汽车;车身设计;制造

0 引言

车身是汽车的主要支撑结构，影响着汽车重量、安全、稳定等技术指标，所以我们要不断优化汽车车身设计，改良制造工艺，应用新技术，从而提升汽车品质和企业品牌价值。

1 汽车车身设计技术

1.1 汽车车身设计开发流程

从目前来看，主流汽车企业在车身设计开发时将整个过程分成多个节点实施管控，同时针对每个节点都制定了控制标准及通过原则，从而保证每个设计开发环节都符合标准规范要求。一般情况下，全新整车设计开发主要分为如下几个阶段：预研立项阶段、概念设计阶段、详细设计阶段、设计验证阶段、生产认证、量产阶段等。只有确保每个节点都顺利通过才可以进入到下一个阶段。在整个设计过程中，不同阶段交叉且同步进行，项目管理人员需要对整个开发质量、开发成本以及开发进度进行有效协调及管控。

1.2 汽车车身设计的影响因素

使用性能是根据汽车用途，乘客需求，适应工作条件等情况进行相关方面的设计。安全与可靠性是汽车车身设计首先要考虑的问题，关系着公共交通正常运行和人员生命财产安全。节能降耗是现阶段车身设计考虑的重点，优化车身结构，降低能源消耗，减少废气排放，这符合国家战略发展需求。另外，我们要充分考虑车身内外装饰情况，根据装饰需求确定车身体型、颜色、雨刷等要求。

1.3 车身平台化模块化

随着汽车行业竞争的不断加剧，并且消费者对于汽车的设计质量要求也越来越高，为了能够满足人们对于汽车的不同要求，各大汽车厂商推出的新车型速度正在逐渐变快。为了能够有效缩短汽车车身的设计时间，就需要将平台化和模块化与车身设计工作进行有机结合，不仅能够大幅减少车身所需要的研发时间，降低研发成本，提高企业的规模效益，并且还有助于控制车身设计过程中潜在的技术风险，提高产品的可靠性。越来越多的车企更加重视将车身设计进行平台化和模块化升级，基于新的平台发展规划策略，丰田、大众、通用以及日产等汽车设计生产企业设计出的车型种类逐渐增加，在满足不同消费者消费需求的同时，其自身的市场竞争力也获得了不小的提升，并且还为企业带来了良好的经济效益，促进了企业的可持续发展。

1.4 汽车车身结构的设计

汽车车身结构主要包括车身覆盖和车身骨架两个方面，优化车身结构设计可以以车门为例进行说明，将较高强度的铝合金或钢板及其它材料组合应用的车门结构上，可以有效降低车身重量，同时可以采用模块化结构进行生产制造。模块化结构的车门包括外板和内板，有利于车门模块化制造，附件可以在内外板框架涂装完成后再进行安装，这种结构有效减少了车门内部的零部件数量，如果车门发生损坏可直接更换损坏模块，降低了后期维修成本。

1.5 汽车车身新材料应用分析

（1）汽车车身一般采用钢材制作，较为常用的钢材主要包括低碳钢（LSS）、普通高强度钢（HSS）、热成型钢（PHS）、先进高强度钢（AHSS）以及超高强度钢（UHSS）等。特别是高强度钢板（一般强度在500～1500MPa）优势较为明显，例如轻质、较强的抗疲劳强度、较好的碰撞性能，此种材料在车身轻量化设计中应用非常广泛。现阶段汽车用钢中先进高强度钢的应用量不断增加，各方都在加大先进高强度钢的进一步开发。

（2）新能源车已经成为了现阶段和今后汽车发展的主要方向，在新能源车开发中，铝合金材料是最主要的材料之一，更多地应用在相关结构件（例如前后保险杠横梁、前/后纵梁、门槛、减振塔等）以及覆蓋件（例如车门、发动机罩盖、地板面板等）中。

2 汽车车身制造工艺新技术

2.1 汽车车身制造新成型技术

（1）内部高压成型技术。内部高压成型技术属于液力成型的范畴，通过对内部加压和对轴向外补料与加力，将原材料压缩到模具型腔内，从而形成所需要的零部件，主要应用在薄壁多和变径管的铜管零部件制造上，包括车身框架、副车架、散热支架、底盘构架等等。实践表明，内部高压成型技术可以显著提高汽车生产质量和效率，降低生产成本。

（2）热成型技术。热成型技术是板材内部温度和应力相互作用的过程，通过其加工形成的板材具有稳定不变的温度场。当板材的力学性能发生不同程度的变化后，其中的应力场也会随之发生相应的变化，并且还会将变化返回到温度场。因此，采用热成型技术加工成的板材主要用于车身的关键部位，能够显著降低碰撞过程中汽车所受到的外力，进而确保司乘人员的人身安全。

2.2 新连接技术

（1）等离子焊接技术。利用形成的高强度等离子束将材料熔化，同时随着等离子弧的有效推进能够将需要焊接的孔关闭，这样可以有效减小变形。此种技术的优势在于能够有效提升焊接的强度以及韧性，防止焊接变形的发生。

（2）胶接技术。胶结技术主要是通过胶粘剂与连接件之间发生物理化学反应，进而将材料牢固的连接在一起，其具有良好的抗疲劳特性、隔音性和减震性，尤其适用于采用多种材料构成的车身，因此，在铝合金及钢铝混合车身上应用具有非常明显的优势。为了进一步提高连接强度，胶结技术可以与其他连接技术进行结合使用，例如，机械连接+结构胶、FDS+结构胶、SPR+结构胶、铝点焊+结构胶，能够有效隔绝异种金属接触从而避免电化学腐蚀。

（3）摩擦焊接技术。利用工件端面相互运动以及相互摩擦所产生的热量，使端部实现热塑性状态后迅速顶锻完成焊接。摩擦焊接技术能够实现不同材料的焊接，如不同硬度、高硬度材料或零件的焊接，焊缝强度高于母材的焊接。此种焊接技术具有焊接效率高、节约材料等优势。

3 结语

综上所述，本文明确了汽车车身设计流程和设计要素，研究了新材料和新结构的应用，从制造成型技术和焊接技术分析了车身制造工艺新技术，希望能够起到积极的现实意义，为汽车制造业的健康可持续发展贡献力量。

参考文献：

[1]陈超福.汽车车身设计及制造工艺新技术研究[J].时代汽车，2018.

[2]刘凤刚.汽车车身设计及制造工艺新技术研究[J].科技经济导刊，2018.

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