汽车车身设计与制造工艺技术实践探析

张智峰 王大帅 刘冠男(沈阳理工大学，汽车与交通学院，辽宁 沈阳 110000)

汽车车身设计与制造工艺技术实践探析

张智峰 王大帅 刘冠男(沈阳理工大学，汽车与交通学院，辽宁 沈阳 110000)

汽车车身生产是汽车生产中的重要环节，也是汽车生产新技术研究的主要内容。本文结合车身设计于制造新工艺技术进行分析，将计算机建模、新型车体成形与焊接技术应用作为研究的重点，为车身设计与制造技术发展提供理论支持。

汽车车身;设计建模;制造新技术

随着我国社会中汽车数量的增加以及国产汽车研发工作的开展，我国汽车自主设计与制造已经成为了我国汽车行业技术研究的重要内容。车身部分是汽车总体结构中重要的组成部分，也是汽车设计与制造技术研究的重要组成部分。因此如何创新车身设计与制造工艺技术，继而提高国产汽车整体技术水平就成为了我们技术研究的重要内容。在这一研究中，我们以车身设计与制造新技术应用为主要内容，开展技术专项研究。

1 车身设计技术创新研究

在车身设计技术研究中，传统的设计技术已经不再适应新型汽车设计要求效率与质量。因此我们针对传统技术特点，开展了新型设计技术发展研究。在实际的设计过程在其主要过程包括了以下环节。

（1）车身计算机建模设计技术应用

随着计算机应用以及三维模型技术的发展，为车身建模技术创新提供了发展机遇。利用计算机三维模型技术进行车身建模，其工作效率与质量有了很大提升。现在汽车设计中我们常用的建模软件是CAD/CATIA复合建模软件系统。这一技术的建模过程包括了以下步骤（1）根据目标与数据形成三维视图。这一过程就是将车身设计需要完成的目标以及车体形状、车门、车窗等各类建木所需数据输入软件系统，进而形成三维图像的过程。之后再根据三维视图展现出的车体效果进行设计修改（2）建模成功。在三维视图基础上，操作人员使用CAD/ CATIA绘图软件建模功将三维模型组成三维立体模型。（3）模型数据测试。CAD/CATIA类软件一般都具有运动和应力的分析与校核测试工作，进而可以针对数据形成校核参考数据，为设计数据质量提升提供支持。（4）最终完成建模过程并发布数据。建模人员将校核检查数据内容进行分析，进而通过软件操作对模型进行修改，即可形成最终模型数据。最后建模人员将数据冻结，并最终发布。

（2)车身设计应考虑的问题

在模型设计过程中，技术人员需要考虑的问题较为复杂。我们将这些属性内容进行汇总分析，将其概括为以下几点。一是生产性能，即车身在生产过程中利于生产操作、质量控制、成本控制的开展，同时为汽车上路后的维护、修理、零件更换等工作的开展。二是使用性能，即根据汽车设计用途（跑车、客车、越野等）、乘客使用性能、适应公路条件等使用性能进行设计。三是汽车的安全与可靠性，确保汽车行驶中驾驶者与公共交通安全。四是经济与环保，确保汽车在行驶中用油耗能与其他（如电力）动力耗能的降低，在提高驾驶者经济效益的同时，提高汽车环保性能。五是车身内外饰装饰情况。即根据车身的内外结构以及行驶特点，确定汽车颜色、体型、流线性、雨刷等构件以及内部装饰情况等内容。

2 车身制造新工艺技术应用

在车身制作过程中，其常用的技术包括了成形技术与焊接技术两个主要技术内容。在新的技术应用引导下，其主要技术包括了以下发展。

2.1 车身成形新技术应用

由于传统的车身成形技术已经不再适应当今新型车身结构与材料特点，因此在制造过程中利用新型成形技术，提高车身制造质量与效率，降低制造成本和成本产生，就显得较为重要了。在实际的生产中，新型车身成形技术包括了以下两种。

（1）车身内高压成形工艺

与传统成形技术相比较，内高压成形工艺可以提高变径管、弯曲轴线异型截面空心和薄壁多通管等加工难度较高零件的生产效率，减少了零件加工中焊接变形问题，同时有助于零件截面封闭的提高。同时在研究中，我们还发现这一技术的应用可以很好地减少车身制造中的耗材，降低车身整体重量。正因这一技术具有以上优势，因此在北美等地区，这一技术经常被用于制造轿车的副车架、散热器支架、底盘构件等复杂构件，其技术应用前景极好。但是需要注意的是由于这一技术的应用需要使用大吨位液压机作为合模压力机，同时在我国这一技术依然处于试用阶段，因此其生产与研发成本依然较高。

（2）车身热成形工艺

热成形与冷成形技术相比较，其技术特点在于在加工的构件上形成一个变化着的温度场，进而使构件组织和力学性能产生一定变化。在这种情况下构件内部应力与温度场既是共存又会产生相互藕合的形状变化。这种技术主要用于车体板材构件加工中。

2.2 车体焊接新技术应用

焊接技术也是车体加工中最为常见的制造技术，但是传统的焊接技术存在工作量大、控制精度差以及残余应力大等特点。因此新型焊接技术的应用就显得极为重要。

（1）车身激光焊接工艺应用

将激光焊接技术应用于车身制造中，代替传统的焊接技术可以很好的提高车身制造质量与美观性。这主要是因为激光焊接技术在车身焊接中具有以下四个主要特点。一是焊接速度快、深度大，同时焊接中产生的应力变形小。二是焊接精度高，可以进行微小位置的高精度焊接，同时对于难以焊接位置也可以进行准确焊接。三是激光焊接对使用环境要求较小，使用适应性较强。四是激光焊接可以实现多光束同时或多工位加工方式，提高了焊接的精确度。但是在使用中激光焊接也存在以下两方面问题，一方面激光焊接使用精度较高，对技术人员操作与操作设备提出了一定要求。另一方面激光焊接设备成本较高，对使用造成一定压力。

（2）车身等离子焊接工艺应用

等离子焊接在车身制造中的使用具有以下四个优势。一是车身焊接强度得到了很大提升。二是焊接变形小，提高了车体的美观性。三是等离子焊接车身防腐性高于传统焊接方法。四是焊接效率快，提高了车身生产效率。目前这一技术已在我国一汽大众在国产奥迪A 4 L焊接生产线上得以使用。

[1]王磊师德钦李国亮.汽车车身设计及制造工艺新技术研究[J].河南省汽车工程学会会议论文集.2013-09-27.

[2]何小吉李红雷.浅析汽车车身设计方法[J].黑龙江科技信息.2010(21).