论文部分内容阅读
摘要：当前阶段，伴随人们生活水平的增强，我国科学技术的快速发展，汽车设计制造行业正朝着低碳、绿色、经济、美观的方向发展，汽车的各项工艺也得到了显着提升。为了在各个领域寻求进一步的发展，研究车身设计和新的制造工艺尤为重要。本文主要分析科技进步下的车身设计和制造工艺技术的研究，概述整体流程和设计要素，并阐述新材料在车身设计中的应用，希望对相关行业有所帮助。
关键词：汽车;车身设计;制造工艺技术;研究
到目前为止，汽车行业逐渐趋于饱和，在中国使用私家车进行交通的人的比例正在增加，需要采用新技术、新材料来提高车辆的整体性能。在这种情况下，未来汽车设计制造的发展重点应该是性能、环保等改革进步，吸收先进的设计理念，将优势明显的最新技术应用到汽车制造中，设计车身时，根据使用环境对车身进行分类加工，分析车身结构，采用新材料对车身进行加工，提高整个车身的性能，在加工工艺中灌输节能环保的理念，如何降低成本、减少污染，优化车身性能以进一步促进我国社会主义建设进程的健康发展，缓解人文社会进步与自然环境之间的矛盾，已成为一个重要的研究重点。
一、汽车车身设计
（一）车身设计开发流程
整车开发过程是对整车开发过程中各个专业部门的职责和活动的描述，包括产品设计、概念设计、工程设计、产品制造等。如今，通常主流汽车制造商将整个车辆开发过程划分为多个阀门点进行控制，可交付成果和质量目标是每个阀门点必须要坚守的目标，下一个阀点只有满足相应的要求才能进入，整车开发流程是车身设计必须遵守的目标，贯穿整车开发的全部过程。
（二）车身设计要素
耐用性、功能性、成本、安全性、工艺、NVH和重量等七个要素，是车身设计所包含的。其中，车身的性能以耐久性、安全性、NVH代表，车身设计质量以最小的成本、重量和工艺投资提供相应的车身功能，评价标准取决于这七个因素的平衡程度，以换取最大的安全性、NVH性能和耐用性。
（三）新材料在汽车车身结构设计中的应用
汽车的轻量化设计伴随人们对环境和能源消耗等越来越受到重视，车身设计不断采用新材料，解决车身减重问题，面板和常规的设计理念实现了零件的改进材料的厚度和车身的重量减轻。铝合金的密度约为钢的三分之一，单个零件的重量可以减轻约 50%，可100%回收，强度高，耐腐蚀性好。发动机盖和行李箱盖是比较成熟的铝合金部件，铝合金材料应用于汽车车身，一般可减轻40%～60%的重量，通过弧焊、粘接和螺丝与车身连接是主要的铝合金车身零件。但是，铝合金材料与车身的比例并不大，主要原因是它比钢材贵，因此需要材料成本来推动铝合金在车身上的应用。传统钢材的轻质材料可以采用轻质材料代替，如碳纤维、玻璃增强材料、铝镁合金、塑料和结构泡沫材料。
（四）汽车车身的结构组成
车门在整个车身中所占的比例较大，设计时需要采用新的结构、新的材料来减轻重量，而汽车的车身一般由下车身、前座舱、侧壁、顶盖和门盖组成。横梁结构一般为当今汽车车门的主体结构，以减轻车门的重量，一般配备高强度钢板、铝合金等硬质材料。由于施加在车身上的大部分载荷由车身框架承担，因此可以增加整个框架的内应力。当施加外力时，框架在结构内部传导外部冲击力并能吸收冲击力。安装车门时，可采用装配式结构，提高工作效率，安装过程比较简单，实现模块化生产，可以有效提高门结构的稳定性。通过在制造车身时采用新材料对车门进行加工，旨在减轻车门内外板的重量，实现整个车身的轻量化。新材料的后期组装和生产环节的减少，提高了工作效率，降低了制造成本，如果门的一部分损坏，员工可以更换内外板，更换模块可以降低维护成本，提高汽车的使用价值。
二、汽车车身制造工艺研究
（一）成形技术
在加工车身时，采用热成型技术和高压成型技术对车身进行加工。与冲压工艺相比，内高压成型技术是液压成型工艺之一，可以减少模具数量，减轻重量，提高材料的刚性和强度，减少零件数量，以及获得一定的经济效益。通过应用这项技术，可以对车身内部进行加压，并相应地补充或加强模型。原材料在压缩过程中被加工并填充到模具中，一旦模具充满材料，就可以完全饱和，在恒压模式下继续加压，测量压力值，使材料的饱和度最大化，根据模型的形状，可以获得相应的部件及其整体性能。在传统的加工工艺中，在加工中空变截面零件时，通常是对半加工，先对半加工，再按照焊接技术加工成整体，再通过内部高压成型技术一体成型。在采用高压成型技术加工汽车车身内部零件时，主要包括底盘车架、副车架、整个车身框架和车身散热支架。热成型技术可以对其进行检测，并为板材提供恒温位置。板材内部结构的变化，当板材内部结构力发生变化时可以给出反馈，从而施加热板材料的应力，该技术允许板材与内部结构融合以稳定结构。
（二）焊接技术
在焊接车身不同部位时，根据材料和性能的不同，车身通常采用气保焊技术、等离子焊接技术、激光焊接技术进行焊接和组装。利用气体作为电弧传播的介质是气体保护焊技术，形成与电弧焊相对应的焊缝区域和保护。在工作过程中，一般选用性价比高的CO2气体作为气体保护，提高工作效率，可以降低工作成本。等离子焊接技術可以利用等离子弧中小孔的穿透能力来精确加工材料。焊孔的位置在焊接材料时，以等离子弧的运动为基础，可有效防止材料变形。可以提高焊接韧性，在使用过程中，通过乱焊工艺减少焊接面变形，减少二次处理工序，保持美化，提高工作效率。激光焊接技术优点是以激光束为主要能源作用于车身表面，是熔焊技术的一种，使金属材料熔化，通过冷却结晶与车身融合，提高工作效率。
结语：综上所述，通过车身设计分析，整体设计以整个车架和结构为基准，采用新材料制造加工，提高整车整体性能。通过等离子焊接技术、气保焊技术、激光焊接技术与车身稳定连接，提高车身硬度。在车身技术加工中，采用内部高压成型技术和热成型技术完成车身内部结构的加工，未来的开发过程将需要改进技术优化和新材料探索，以优化车辆开发技术，提高车辆的整体质量
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（05）：80-81.
[2]张智峰，王大帅，刘冠男.汽车车身设计与制造工艺技术实践探析[J].化工管理，2017（08）：235.
[3]王磊，师德钦，李国亮. 汽车车身设计及制造工艺新技术研究[C]第十届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集.河南省汽车工程学会：河南省汽车工程学会，2013：259-261.
关键词：汽车;车身设计;制造工艺技术;研究
到目前为止，汽车行业逐渐趋于饱和，在中国使用私家车进行交通的人的比例正在增加，需要采用新技术、新材料来提高车辆的整体性能。在这种情况下，未来汽车设计制造的发展重点应该是性能、环保等改革进步，吸收先进的设计理念，将优势明显的最新技术应用到汽车制造中，设计车身时，根据使用环境对车身进行分类加工，分析车身结构，采用新材料对车身进行加工，提高整个车身的性能，在加工工艺中灌输节能环保的理念，如何降低成本、减少污染，优化车身性能以进一步促进我国社会主义建设进程的健康发展，缓解人文社会进步与自然环境之间的矛盾，已成为一个重要的研究重点。
一、汽车车身设计
（一）车身设计开发流程
整车开发过程是对整车开发过程中各个专业部门的职责和活动的描述，包括产品设计、概念设计、工程设计、产品制造等。如今，通常主流汽车制造商将整个车辆开发过程划分为多个阀门点进行控制，可交付成果和质量目标是每个阀门点必须要坚守的目标，下一个阀点只有满足相应的要求才能进入，整车开发流程是车身设计必须遵守的目标，贯穿整车开发的全部过程。
（二）车身设计要素
耐用性、功能性、成本、安全性、工艺、NVH和重量等七个要素，是车身设计所包含的。其中，车身的性能以耐久性、安全性、NVH代表，车身设计质量以最小的成本、重量和工艺投资提供相应的车身功能，评价标准取决于这七个因素的平衡程度，以换取最大的安全性、NVH性能和耐用性。
（三）新材料在汽车车身结构设计中的应用
汽车的轻量化设计伴随人们对环境和能源消耗等越来越受到重视，车身设计不断采用新材料，解决车身减重问题，面板和常规的设计理念实现了零件的改进材料的厚度和车身的重量减轻。铝合金的密度约为钢的三分之一，单个零件的重量可以减轻约 50%，可100%回收，强度高，耐腐蚀性好。发动机盖和行李箱盖是比较成熟的铝合金部件，铝合金材料应用于汽车车身，一般可减轻40%～60%的重量，通过弧焊、粘接和螺丝与车身连接是主要的铝合金车身零件。但是，铝合金材料与车身的比例并不大，主要原因是它比钢材贵，因此需要材料成本来推动铝合金在车身上的应用。传统钢材的轻质材料可以采用轻质材料代替，如碳纤维、玻璃增强材料、铝镁合金、塑料和结构泡沫材料。
（四）汽车车身的结构组成
车门在整个车身中所占的比例较大，设计时需要采用新的结构、新的材料来减轻重量，而汽车的车身一般由下车身、前座舱、侧壁、顶盖和门盖组成。横梁结构一般为当今汽车车门的主体结构，以减轻车门的重量，一般配备高强度钢板、铝合金等硬质材料。由于施加在车身上的大部分载荷由车身框架承担，因此可以增加整个框架的内应力。当施加外力时，框架在结构内部传导外部冲击力并能吸收冲击力。安装车门时，可采用装配式结构，提高工作效率，安装过程比较简单，实现模块化生产，可以有效提高门结构的稳定性。通过在制造车身时采用新材料对车门进行加工，旨在减轻车门内外板的重量，实现整个车身的轻量化。新材料的后期组装和生产环节的减少，提高了工作效率，降低了制造成本，如果门的一部分损坏，员工可以更换内外板，更换模块可以降低维护成本，提高汽车的使用价值。
二、汽车车身制造工艺研究
（一）成形技术
在加工车身时，采用热成型技术和高压成型技术对车身进行加工。与冲压工艺相比，内高压成型技术是液压成型工艺之一，可以减少模具数量，减轻重量，提高材料的刚性和强度，减少零件数量，以及获得一定的经济效益。通过应用这项技术，可以对车身内部进行加压，并相应地补充或加强模型。原材料在压缩过程中被加工并填充到模具中，一旦模具充满材料，就可以完全饱和，在恒压模式下继续加压，测量压力值，使材料的饱和度最大化，根据模型的形状，可以获得相应的部件及其整体性能。在传统的加工工艺中，在加工中空变截面零件时，通常是对半加工，先对半加工，再按照焊接技术加工成整体，再通过内部高压成型技术一体成型。在采用高压成型技术加工汽车车身内部零件时，主要包括底盘车架、副车架、整个车身框架和车身散热支架。热成型技术可以对其进行检测，并为板材提供恒温位置。板材内部结构的变化，当板材内部结构力发生变化时可以给出反馈，从而施加热板材料的应力，该技术允许板材与内部结构融合以稳定结构。
（二）焊接技术
在焊接车身不同部位时，根据材料和性能的不同，车身通常采用气保焊技术、等离子焊接技术、激光焊接技术进行焊接和组装。利用气体作为电弧传播的介质是气体保护焊技术，形成与电弧焊相对应的焊缝区域和保护。在工作过程中，一般选用性价比高的CO2气体作为气体保护，提高工作效率，可以降低工作成本。等离子焊接技術可以利用等离子弧中小孔的穿透能力来精确加工材料。焊孔的位置在焊接材料时，以等离子弧的运动为基础，可有效防止材料变形。可以提高焊接韧性，在使用过程中，通过乱焊工艺减少焊接面变形，减少二次处理工序，保持美化，提高工作效率。激光焊接技术优点是以激光束为主要能源作用于车身表面，是熔焊技术的一种，使金属材料熔化，通过冷却结晶与车身融合，提高工作效率。
结语：综上所述，通过车身设计分析，整体设计以整个车架和结构为基准，采用新材料制造加工，提高整车整体性能。通过等离子焊接技术、气保焊技术、激光焊接技术与车身稳定连接，提高车身硬度。在车身技术加工中，采用内部高压成型技术和热成型技术完成车身内部结构的加工，未来的开发过程将需要改进技术优化和新材料探索，以优化车辆开发技术，提高车辆的整体质量
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（05）：80-81.
[2]张智峰，王大帅，刘冠男.汽车车身设计与制造工艺技术实践探析[J].化工管理，2017（08）：235.
[3]王磊，师德钦，李国亮. 汽车车身设计及制造工艺新技术研究[C]第十届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集.河南省汽车工程学会：河南省汽车工程学会，2013：259-261.