汽车车身设计及制造工艺新技术研究

汽车车身设计及制造工艺新技术研究

近年来，石油等资源的消耗不断增加，很多能源和资源都在面临着枯竭的危险，科技化，节能化已经成为时代发展的主要趋势。在汽车的设计和制造中，轻量化、节能化与智能安全化是今后的主要發展方向，车身作为汽车的重要组成部分，其设计和制造要求也不断提高。私家车数量不断增加，汽车的升级换代速度也逐渐加快，整个汽车行业之间的竞争也十分激烈，如何提高汽车的设计制造水平，成为众多汽车生产商提高自身市场竞争力的有效手段。

标签：汽车车身；设计及制造工艺；新技术；研究

引言

汽车，作为现代人们出行的主要手段之一，近年来众多汽车品牌在市场上大放异彩，整个汽车市场的竞争日趋激烈，为了更好地提高自身的品牌竞争力，众多的汽车生产商纷纷开始新技术的研究，在汽车车身的设计制造方面不断地进行技术创新和工艺的研究。本文将会对汽车的车身设计与制造工艺创新进行分析论述。

一、汽车车身设计技术的主要内容

（一）车身的设计开发过程

目前，众多的汽车生产厂商纷纷采取阶段控制的方式进行汽车的整体开发，通过对每一个阶段进行严格的把关控制来提升整体的设计制造质量，只有每一个阶段的设计要求都符合规范，才可以进入到下一个设计制造环节。一般情况下的新车型车身设计分为预期项目设计、整体概念设计、详细化设计、设计实验、设计认证与设计量产六个阶段。每一个设计阶段都有相应的具体工作和设计标准，并且作为整体阶段的一部分，只有满足和符合设计标准之后，才可以进行下一阶段的具体工作。各个阶段的开发和设计互相交叉和具体监督，由负责项目的管理团队对所有阶段的开发设计进行监督管理，对设计质量、成本和设计进度进行整体把握。车身是汽车的重要组成部分，在进行设计时必须要严格按照相关的设计标准进行。

（二）车身设计平台化与模块化

由于人们的生活水平不断提高，对汽车的需求也不断上涨，很多的汽车生产厂商纷纷开始新车型的设计研发。为了更好地提高生产速度、降低生产成本，各个厂商都开始进行平台化和模块化开发设计，这样进行开发设计还可以很好的提升规模效益，在一定程度上也利于技术风险的降低，对于产品质量的提升十分有好处。在平台化的战略支持下，丰田和大众等主流企业的新设计不断上市，而且获得了不多的收益和效果。我国的很多国产汽车品牌也纷纷开始重视平台化的研究运用，不再像以往一样走反向开发的道路了。

（三）新材料在车身制造中的使用

1、车身结构创新

车身的概念设计一般都是根据整体布局和车体造型进行车身的结构设想，在此之后在进行巨具体的细致结构设计。如今的概念年设计手段已经十分先进，不再像以往那样需要细致的进行模型的3D构建，只需要通过先进的技术手段进行差异分析，将较大的差异部分进行优化改进，改进设计思路一般为先整体后局部，在概念阶段确定车身框架，然后结合大量的典型案例进行结构的搭配设计，在细化设计时需要注意，结构的搭配要足够合理，因为车身框架是一个整体，每一个结构的不合理都会对车身的弯扭刚度和抗碰撞能力等产生影响。

2、车身材料创新

传统的车身一般都钢制结构，有低碳型、热成型钢、普通强度型、先进高强度型和超高强度型这五种类型的钢材。具有极高的强度，耐久性和抗碰撞性都十分不错。近年来随着科技水平的不断提高，先进高强度钢材的应用逐渐增多，其质量轻，抗碰撞能力强，在汽车车身的钢材比例中逐渐增多，目前我国正在致力于先进高强度钢的进一步深入研究，在车身的底盘、行李架、防撞梁以及保险杠等中应用较多，先进高强度钢具体还包括DP钢、CP钢和马氏体钢等。

另外，随着近年来可持续发展的不断深入，新能源车辆正在猛然兴起，铝合金材料也逐渐开始在汽车的车身结构中使用，在发动机表面和车门中，以及前后纵梁中都有铝合金材料的使用。但是铝合金材料由于其成形较难、硬度和强度以及焊接技术的不成熟等原因，我国的汽车车身制造还是以钢材为主。相信在今后的不断深入研究中，铝合金材料的制造技术将逐渐成熟，在今后会有更多的新型铝合金材料不断对钢材进行替换，更多的应用于汽车的车身部件。

在汽车车身的设计制造中，除了钢制材料和铝合金材料之外，还有很多的非金属复合材料，也有部分材料是工程塑料材质的，在车门板中以及中控台等部件中都有应用。这些复合材料成型容易，而且密度小，设计和制造起来十分的灵活，并且耐腐蚀，可以很好的替代金属材料，在发动机罩等车身的很多部件中都有使用。

二、车身制造工艺的新技术

（一）成形技术的创新

1、内部高压成型技术

内部高压成形技术主要是利用内部压力进行零件的成形制造，是液力成形技术的一种，将管状的坯料放置到模具上，在内部增加压力形成空腔，形成汽车车身所需要的各种零部件，内部高压成形技术与传统的焊接技术相比，材料的利用

率较高，而且这样制造的零件可以减少焊接流程，一定程度上减少零件的数量，零件的强度和硬度都比焊接的零件要强。通常情况下，所有带有空腔的车身零件都可以使用内部高压成形技术来进行生产制造。有数据证明，国外的很多汽车去车身零件都是使用内部高压成形技术生产的，约占结构部件总数的一半或者更多。

2、热成型技术

热成型技术的车身板料是高温高压下制作成形的，在进过高温高压后将板料放进冷却管道中的零件模具上进行冲压，进过一系列的冷却和淬火之后，板料制作成为车身所需要的形状，在汽车的车门防撞梁和A、B、C柱中使用较多。随着科技在热成型技术中的不断应用，在使用热成型技术生产的汽车构建中可以有软区的存在，这样一来，在保证强度和硬度的同时，还可以很好的增强焊接质量，减少碰撞造成的焊点开裂。

（二）连接技术的创新

1、等离子焊接

等离子焊接在现代汽车的生产制造应用中具有不可比拟的优势，使用高强度的等离子束针对焊接点进行融化焊接，虽然是熔化焊接，但是绝不会造成零件的变形，可以很好的避免焊接变形，提高焊接质量，同时等离子焊接的车身表面十分光亮整齐，比其他技术焊接更加美观，减少了其他技术焊接后的抛光处理等步骤，一定程度上提高了工作效率。

2、胶接技术

胶接技术主要用于车身中复合材料的连接，胶接的复合材料隔音性能十分出众，而且可以避免金属焊接对复合材料的伤害，减少复合材料与金属焊接出现的化学腐蚀，主要应用在新能源车辆的设计制造中。

3、激光焊接

很多的汽车车身构件间距小，在进行焊接时需要很好的精准性把握，激光焊接技术的光束稳定性好，控制起来更加容易，在某些特殊的精准焊接时还可以进行自动化焊接，焊接速度快，在窄小的缝隙的焊接中具有无可替代的优势。

三、结束语

新时期汽车车身设计制造水平决定着汽车生产厂商的市场地位。为了能够在激励的市场竞争中获得更好、更长远的发展，车身的设计与制造工艺必须要进行创新，利用好新时期科技的发展成果，使用内部高压成型技术和热成型技术提高车身构件的制造质量，运用等离子焊接、胶接和激光焊接加强车身部件连接的稳定性，努力提升汽车车身的整体设计与制造质量。