分析汽車車身設(shè)計(jì)及制造工藝新技術(shù)

蘇喜陽(yáng) 田朝

摘 要：社會(huì)生活水平的提升，帶動(dòng)了人們對(duì)出行方式的需求，汽車逐漸普及到生活的方方面面，但人們對(duì)汽車車身設(shè)計(jì)的要求也得到了極大的提升。在汽車制造的過程中，汽車車身設(shè)計(jì)作為汽車生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，必須要給予充分的重視，促使設(shè)計(jì)人員提出符合社會(huì)大眾需求的汽車車身設(shè)計(jì)，對(duì)汽車車身設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制帶來(lái)幫助。汽車車身設(shè)計(jì)質(zhì)量控制對(duì)于汽車車身的質(zhì)量控制有著重要的作用，如果汽車車身設(shè)計(jì)質(zhì)量控制工作不到位的話，會(huì)導(dǎo)致汽車在之后的生產(chǎn)過程中難以有效地完成既定的目標(biāo)，造成汽車在最終的使用過程中具有嚴(yán)重的問題，因而汽車設(shè)計(jì)人員及生產(chǎn)者必須要對(duì)汽車車身質(zhì)量控制方法進(jìn)行深入的研究，確保汽車車身質(zhì)量控制工作的有效完成。

關(guān)鍵詞：汽車車身;設(shè)計(jì);制造工藝

1.汽車車身設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求

車身作為汽車整體機(jī)構(gòu)的重要部分，包括對(duì)側(cè)圍、頂蓋以及車身底板與后隔板的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行汽車車身的設(shè)計(jì)過程中，必須要綜合性地對(duì)汽車空間、人機(jī)工程等進(jìn)行全方位的考慮，切實(shí)地保證汽車的基本功能。在完成基本功能的設(shè)計(jì)工作之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)汽車車身的相關(guān)性能進(jìn)行提升，滿足汽車的耐久要求，這與汽車的使用時(shí)間有著直接的聯(lián)系。同時(shí)，設(shè)計(jì)者也必須要對(duì)汽車的安全性能進(jìn)行考慮，車身的安全帶強(qiáng)度、碰撞性能以及座椅強(qiáng)度與之具有直接的聯(lián)系。汽車車身的強(qiáng)度也必須要滿足使用者在實(shí)際使用過程中的要求，包括對(duì)頂蓋抗壓能力的設(shè)計(jì)以及局部剛性的設(shè)計(jì)，這些都與汽車的使用性能有著直接的聯(lián)系。事實(shí)上，汽車的整體性能好壞與其在制造過程中使用的部件質(zhì)量有著直接的聯(lián)系，因而制造者在制造過程中必須要對(duì)汽車零配件質(zhì)量進(jìn)行有效地提升，保證所使用的零配件可以滿足汽車長(zhǎng)期使用的要求，這樣才能提及對(duì)汽車車身設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求。在汽車車身設(shè)計(jì)的實(shí)際過程中，設(shè)計(jì)者需要結(jié)合汽車實(shí)際使用的性能要求以及時(shí)長(zhǎng)限制，對(duì)汽車的使用強(qiáng)度進(jìn)行有效地考量，從而進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，否則就會(huì)造成所制造的汽車與其目標(biāo)客戶的使用需求無(wú)法得到有效的滿足，導(dǎo)致汽車車身設(shè)計(jì)沒有起到其應(yīng)有的作用，浪費(fèi)相關(guān)建材的使用，造成對(duì)多種資源及人員設(shè)計(jì)的浪費(fèi)。

2. 汽車車身設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方式

2.1 縱向梁設(shè)計(jì)

縱向梁設(shè)計(jì)作為汽車在制造過程中的重要構(gòu)成部分，與汽車車身的耐撞性雨季彎曲性有著直接的聯(lián)系，需要進(jìn)行專業(yè)性的設(shè)計(jì)與專門性材料的使用。車身的縱向梁設(shè)計(jì)涉及到頂蓋邊梁、前托架以及前縱梁多個(gè)部分，對(duì)于車身的質(zhì)量有著重要的作用，必須要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)部分設(shè)計(jì)質(zhì)量的重視。在實(shí)際制造過程中，車身的結(jié)構(gòu)是由立柱、縱向梁和橫向梁三個(gè)部分組成的，其中縱向梁對(duì)于汽車的車身質(zhì)量有著最為直接的影響，其所處的位置會(huì)與其他兩個(gè)部分形成環(huán)環(huán)相扣的結(jié)構(gòu)，有效地保證汽車車身的整體質(zhì)量。在汽車車身的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于縱向梁的設(shè)計(jì)需要與其他部分進(jìn)行有效地結(jié)合，保證縱向梁的設(shè)計(jì)能夠與汽車車身的整體質(zhì)量相契合，避免在最終使用中出現(xiàn)質(zhì)量不均衡的狀況，影響使用者的使用體驗(yàn)。

2.2 汽車車身的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

汽車車身設(shè)計(jì)過程中的車身斷面主要指車身中梁位置所處的斷面，往往用于傳遞車身的載荷，是以封閉式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)師防止車身在接頭位置的結(jié)構(gòu)應(yīng)力太過集中，導(dǎo)致汽車車身在實(shí)際制造過程中出現(xiàn)受力不均勻的狀況，必須要加強(qiáng)對(duì)車身接頭位置使用材料的厚度，增大其截面積，從而為汽車車身的連接處壓力起到緩解作用。汽車車身的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)對(duì)車身的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程中，必須要將汽車車身的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行合理地安排，從而避免車身在制造過程中出現(xiàn)多樣化的問題，造成制造者的結(jié)構(gòu)建造難題。

2.3 汽車車身的性能計(jì)算

汽車車身在實(shí)際使用過程中的性能與正面碰撞的前圍侵入量、側(cè)面碰撞變形量有著直接的聯(lián)系，因而必須要對(duì)汽車的車身性能進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)，保證汽車性能在實(shí)際使用過程中的良好表現(xiàn)。使用必要的軟件，對(duì)汽車車身質(zhì)量進(jìn)行分析，將其性能提高到同類型汽車的前列，可以為使用者帶來(lái)良好的使用體驗(yàn)，有利于汽車的實(shí)際銷售和使用。對(duì)于汽車車身進(jìn)行必須要的性能計(jì)算，可以為汽車車身的設(shè)計(jì)帶來(lái)直接的依據(jù)，使設(shè)計(jì)者擁有正確的方面進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)改進(jìn)，從而為汽車車身設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升提供有效的改進(jìn)方案，減少設(shè)計(jì)者所陷入的難題，為汽車車身性能的早日提升帶來(lái)幫助。

3. 車身制造新工藝技術(shù)應(yīng)用

3.1 車身成形新技術(shù)

應(yīng)用由于傳統(tǒng)的車身成形技術(shù)已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)今新型車身結(jié)構(gòu)與材料特點(diǎn)，因此在制造過程中利用新型成形技術(shù)，提高車身制造質(zhì)量與效率，降低制造成本和成本產(chǎn)生，就顯得較為重要了。在實(shí)際的生產(chǎn)中，新型車身成形技術(shù)包括了以下兩種。（1）車身內(nèi)高壓成形工藝與傳統(tǒng)成形技術(shù)相比較，內(nèi)高壓成形工藝可以提高變徑管、彎曲軸線異型截面空心和薄壁多通管等加工難度較高零件的生產(chǎn)效率，減少了零件加工中焊接變形問題，同時(shí)有助于零件截面封閉的提高。同時(shí)在研究中，我們還發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)的應(yīng)用可以很好地減少車身制造中的耗材，降低車身整體重量。正因這一技術(shù)具有以上優(yōu)勢(shì)，因此在北美等地區(qū)，這一技術(shù)經(jīng)常被用于制造轎車的副車架、散熱器支架、底盤構(gòu)件等復(fù)雜構(gòu)件，其技術(shù)應(yīng)用前景極好。但是需要注意的是由于這一技術(shù)的應(yīng)用需要使用大噸位液壓機(jī)作為合模壓力機(jī)，同時(shí)在我國(guó)這一技術(shù)依然處于試用階段，因此其生產(chǎn)與研發(fā)成本依然較高。（2）車身熱成形工藝熱成形與冷成形技術(shù)相比較，其技術(shù)特點(diǎn)在于在加工的構(gòu)件上形成一個(gè)變化著的溫度場(chǎng)，進(jìn)而使構(gòu)件組織和力學(xué)性能產(chǎn)生一定變化。在這種情況下構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力與溫度場(chǎng)既是共存又會(huì)產(chǎn)生相互藕合的形狀變化。這種技術(shù)主要用于車體板材構(gòu)件加工中。

3.2 車體焊接新技術(shù)應(yīng)用

焊接技術(shù)也是車體加工中最為常見的制造技術(shù)，但是傳統(tǒng)的焊接技術(shù)存在工作量大、控制精度差以及殘余應(yīng)力大等特點(diǎn)。因此新型焊接技術(shù)的應(yīng)用就顯得極為重要。（1）車身激光焊接工藝應(yīng)用將激光焊接技術(shù)應(yīng)用于車身制造中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焊接技術(shù)可以很好的提高車身制造質(zhì)量與美觀性。這主要是因?yàn)榧す夂附蛹夹g(shù)在車身焊接中具有以下四個(gè)主要特點(diǎn)：一是焊接速度快、深度大，同時(shí)焊接中產(chǎn)生的應(yīng)力變形小。二是焊接精度高，可以進(jìn)行微小位置的高精度焊接，同時(shí)對(duì)于難以焊接位置也可以進(jìn)行準(zhǔn)確焊接。三是激光焊接對(duì)使用環(huán)境要求較小，使用適應(yīng)性較強(qiáng)。四是激光焊接可以實(shí)現(xiàn)多光束同時(shí)或多工位加工方式，提高了焊接的工作效率。但是在使用中激光焊接也存在以下兩方面問題，一方面激光焊接使用精度較高，對(duì)技術(shù)人員操作與操作設(shè)備提出了一定要求，另一方面激光焊接設(shè)備成本較高，對(duì)使用造成一定壓力。（2）車身等離子焊接工藝應(yīng)用等離子焊接在車身制造中的使用具有以下四個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是車身焊接強(qiáng)度得到了很大提升。二是焊接變形小，提高了車體的美觀性。三是等離子焊接車身防腐性高于傳統(tǒng)焊接方法。四是焊接效率快，提高了車身生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊廷勇.汽車車身結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)與性能計(jì)算分析[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化.2018.

[2]沙艷君，馮立立.車身焊接質(zhì)量技術(shù)分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊.2017.