汽车车身设计及制造工艺新技术

摘 要：在汽车生产中对于汽车车身的设计与制造将是汽车生产中的重要环节，同时也是整个汽车行业对于新技术研发的重要内容。文章主要分析了汽车车身的设计过程，汽车对汽车生产中的技术做了分析。

关键词：车身设计;制造工艺;新技术

汽车行业发展的主要趋势是低碳环保和安全节能以及智能化等技术要求，对于汽车车身的设计研发，是整个汽车制造生产的重要组成部分。随着我国汽车行业的不断增加，汽车的竞争也越发激烈，目前，如何提升车身设计和制造成为了汽车生产厂家所关注的重点问题。

1 对于汽车车身设计的分析

1.1 汽车车身设计以及开发流程

目前汽车生产厂家是把汽车分为多个环节进行开发控制，并对每个环节都制定了不同的原则，到每个环节都符合要求后，方可进入下一阶段施工。对于一个全新汽车设计的主要阶段有调研阶段、汽车概念设计阶段、详细设计阶段、设计验证阶段、生产阶段、汽车质量验证阶段。每个阶段都要有相应的工作重点以及工作规范，只有满足工作规范操作后，才可以进入下一阶段的工作。

1.2 汽车车身对平台化模块化的使用

随着汽车行业的不断发展，人们对于汽车品质的需求也在不断提升，各个大型汽车生产企业对于新车型的推出速度也在逐渐加快。在汽车生产中对车身平台以及模块化的应用，不仅可以缩短汽车研发周期和生产成本，还可以控制在汽车生产中存在的技术风险和汽车的可靠性。对于新平台的发展与规划，我们常见的一些汽车生产厂家推出的新车型越来越多，在增强市场竞争力的同时还要拥有者良好的经济效益。对于一些国内的自主品牌也逐渐从不开发到现在向开发阶段的转变，以及开始注重对汽车车身设计的研究。

2 汽车生产中对于原材料的应用

2.1 车身新结构对材料的应用

在汽车车身概念设计阶段通常都会运用总体布置以及对主体构架进行造型的设计从中对汽车车身做出详细设计。在汽车概念设计阶段要运用较为先进的仿真分析法，在模型设计阶段不需要运用任何3D模型就可以从中构建出汽车有限元模型，在方案选择期间可以运用具有较大差异的方案，并按照整体布局的设计思路低车身结构进行设计。在汽车车身概念的设计阶段要确定整个汽车车身的結构框架。在设计中，设计人员可以通过运用较为典型的闭环结构，对车身的结构设计进行优化，这样不仅可以提升汽车车身的弯曲度，还可以加强汽车的防碰撞功能[1]。

2.2 在汽车生产中车身对新材料使用

在汽车车身生产中通常使用的都是低碳钢、热成型钢、普通高强度钢、先进高强度钢、常高强度钢，其中对于在汽车生产中常用的是先进高强度钢板，其中钢的强度范围在500-1500MPa，其主要是在使用中碰撞性较强、成型性能较好等优势，其主要在白色汽车生产中的应用较为广泛。在汽车用钢生产中的AHSS的比例有着显著上升，与此同时，世界各地也正在逐步研究第三代AHSS。当前，在汽车生产中对AHSS高强度钢的使用主要是在汽车的车身底板和行李架等零部件上的运用。在汽车保险杠、车门防撞梁等部位主要用于的是AHSS中的CP钢。对于铝合金材料的使用主要是在汽车的覆盖件以及结构件上，主要是因为多种因素的影响在使用期间存在着不足，当前国内在汽车车身生产中主要是以钢为主。随着铝合金技术的不断发展，在车身设计中将有更多的高性能成本铝合金来取代钢材。一些复合型材料也将被应用与车身设计中。对于工程塑料主要是应用在汽车外部的覆盖件上，其中对于符合材料的使用有着密度小、设计方便等优势，而且材料的使用性能也是比较与金属材料想接近的，其主要被广泛应用在发动机罩盖、后门防撞梁等部件中。

3 对汽车制造工艺新技术的分析

3.1 汽车车身制造新成形技术分析

（1）对内高压成型技术的应用。液力成形技术中主要包含着内高压成形工艺，其主要是通过内部加压和轴向加力对其进行补充原料，把管状原料对其用模具进行改造成汽车生产中所需的零部件。在汽车生产中传统冲焊零件在高压成型中有着材料利用率高以及零部件数量少等优点。从理论上来说，任何带有腔体的车身结构部件在生产中都是可以运用高压成型技术生产的。调查统计发现，北美地区在汽车生产中有一半零部件都是运用高压成型技术生产的。（2）对热成型技术分析。在汽车零部件生产中对于冷冲压与热成型相比，主要是在红热状态下形成的。在生产中首先将其造常温下的硼合金钢板放入在热炉中进行加热，待温度达到880～950℃奥氏体化，带加热完成后在放入冷却管道冲压模具上冲压，待模具成型后进行钢板冷却，待模具发生变化后会把奥氏体转变为马氏体，此时的零部件强度将会达到1500MPa左右，因此，将被广泛应用在ABC柱以及车门防撞梁等安全构件中。

3.2 汽车制造工艺新连接技术

（1）等离子焊接技术的应用。等离子焊接主要是在高强度等离子下对原材料做出特殊熔化，并且随着等离子弧的推进把带焊接孔进行关闭，最终防止零部件出现变形。其中主要的优点是：可以提高零部件焊接的韧性以及强度，从而避免在焊接中零部件出现变形，不仅可以增加车身表面的美观性以及生产效率，还可以有效降低零部件生产设备的日常维护资金。（2）胶接技术分析。在汽车生产中通过运用胶接技术来对汽车零部件进行连接，采用胶接技术连接主要是在使用中拥有着良好的抗疲劳性和隔音性以及减振性。对于多材料混合车身的应用，通常采用的是机械连接和结构胶的形式，比如，结构胶和FDS的使用是可以隔绝各种金属接触的，这样可以有效避免电化学的腐蚀，因此，在铝合金和钢铝混合车身上的使用具有着较明显的优越性[2]。（3）激光焊接技术的应用。激光焊接技术的使用主要是把高强度的激光束焊接在钢板的表面上，以此促进两者之前相互反应，激光熔化和结晶冷却对焊接技术的应用，其主要是因为焊接速度较快、稳定性比较好，一般在使用中将不会对其添加金属和焊剂，并从中实现一部分特异材料的焊接。对于焊接中出现的光束是比较容易控制的，其可以通过焊接定位的精准性来实现自动化生产。

4 结束语

总之，对于汽车车身新技术的研究，主要分为对于汽车车身的设计以及汽车生产工艺方面。随着整个汽车开发流程的不断改善，在汽车生产中对仿真分析法的应用也在逐步提升，这将是整个汽车行业的发展趋势。

参考文献：

[1]黄仁贵.汽车车身设计及制造工艺的新技术研究[J].机电信息，2019（26）：88-89.

[2]吴波.汽车车身设计及制造工艺新技术研究[J].南方农机，2019，50（13）：138.

作者简介：王寒坤（1982-），男，河北任丘人，本科，助理工程师，研究方向：车身工艺技术方向。