汽车车身设计及制造工艺探究

张晓倩

摘要： 到目前为止，越来越多的人在中国选择自己的汽车。当前市场的消费群体规模越来越饱和，未来汽车设计和制造的进步将集中在性能和环保方面的改革和进步。时至今日，随着时代的进步，先进设计理念的创新发展和具有明显优势的现代技术在汽车制造中的应用已成为当务之急。如何降低成本、减少污染，促进我国社会主义建设进程健康发展，缓解人类社会发展与自然环境的矛盾，是后续研究活动的重点和难点，同时也引起了社会各界的关注。

关键词：汽车车身；车身设计；制造工艺；新技术

1、汽车的车身设计

1.1汽车车身设计的技术应用

在车身设计中运用现代计算机技术和3D建模软件技术，对提高车身设计的效率和质量起到了重要作用。首先，将设计好的车身的各种数据（车身形状、门型、窗型等）输入到软件中，形成3D图像，在最初构建的3D图像中对车身设计进行修正；其次，CAD绘图的使用将修改构建的三维图像结合起来形成三维模型，然后对三维模型进行数据测试（运动分析与修正、应力分析与修正）进行车身设计校准数据质量支持；最后由设计者对标定数据进行确认、修正、分析，最终形成模型数据，然后将数据冻结并发布。

    1.2汽车车身设计的考虑问题

在设计车身时，设计师必须综合考虑各种问题，以确保他们设计的车身能够满足现代汽车的要求。首先，需要考虑汽车的生产能力。在制造车身的过程中，必须考虑质量控制和成本控制、生产过程中的工作过程、汽车的保养、更换零件的方便性等。其次，考虑使用性能问题。车身应针对不同的用途（乘用车、汽车、越野车、跑车等）、性能等方面进行设计。第三，考虑汽车的安全性。在设计汽车时，要保证汽车的安全性和可靠性，而汽车在行驶过程中的安全性非常重要。低。第四是考虑汽车节能环保。在设计现代汽车时，您需要确保汽车节能（低油耗、低排放），同时确保汽车低碳环保。第五，考虑汽车的结构。在设计车身时，应根据汽车的行驶特性来确定车身的内外结构和装饰（车身的颜色和形状等）。

2、汽车车身制造新工艺技术的应用策略分析

    2.1车身新材料的运用

汽车车身用钢通常分为低碳钢（LSS）、普通高强度钢（HSS）、先进高强度钢（AHSS）、超高强度钢（UHSS）和热成型钢（PHS）五类，其中以相变强化为主的钢板统称为先进高强度钢板，通常强度范围为500-1500MPa，具有轻质、碰撞性、疲劳强度和成型性能好等优势，在白车身轻量化设计中广泛应用。汽车用钢中AHSS所占得比例逐渐上升，世界各国正致力于第三代 AHSS 的研究与开发。目前，主要应用于汽车的车身底板、行李架、车门内板等部件上AHSS有高强度IF钢、DP钢等。应用于保险杠、前/后纵梁、底板/顶盖横梁、车门防撞梁、门槛、ABC柱等部件上的AHSS有DP钢、CP钢、TRIP钢、马氏体钢等。

铝合金材料在国外以及国内新能源车身中已获得广泛的应用。主要用于覆盖件（如发动机罩盖、车门、地板面板等）和结构件（如前后保险杠横梁、减振塔、前后纵梁、门槛梁等）。由于综合成本因素以及铝合金在成形性、力学性能、焊接性能上存在的问题，目前国内传统燃油车车身仍然以钢制为主。随着铝合金技术的发展，更多高性能低成本铝合金将不断取代钢材，应用于车身设计。

非金属材料，如工程塑料、复合材料等广泛应用于车身设计中。工程塑料较多应用在汽车外覆盖件上，如翼子板、车门内板等。复合材料具有密度小、设计灵活、易成形、耐腐蚀等优势，并且能够达到和金属材料相近的性能，在车身加强件、发动机罩盖、后背门、后防撞梁等部件上获得应用。

    2.2新车身成形技术的应用策略

    2.2.1车身内高压成形工艺的应用

与传统的车身成型技术相比，内高压成型工艺的应用优势非常突出，可以有效提高各种加工难度高的零件的生产效率和生产精度，减少加工变形现象。例如：异径管、弯轴形空心管、薄壁多向管等，同时可以为零件断面的封闭加工提供便利条件。此外，车身制造过程中可采用内部高压成型工艺，显著减轻车身重量，降低生产材料成本。因此，这项技术深受业内人士的喜爱。目前，在北美等地区，汽车副车架、散热器支架、底盘件等复杂零件的生产制造采用内部高压成型技术，但在实际使用这种制造技术时，在我国会发挥相当大的技术作用，起步会比较晚，还在测试阶段，所以它的缺点是相对其他车体需要大量的生产和研发成本。

    2.2.2车身热成形工艺的应用

与冷成型技术相比，车身热成型工艺的主要特点是可以在加工的汽车零部件中形成随时变化的温度场。相互耦合的形状变化进一步提高了汽车零部件的加工精度和生产质量。目前，车身钣金件的加工普遍采用车身热成型工艺。

    2.3新车体焊接技术的应用策略

    2.3.1车身成型方面的新技术

随着大众对汽车要求的提高，传统车身制造技术已无法满足车身结构设计要求，因此必须针对先进材料特点以及车身结构，提出新型的车身成型技术，在车身制造期间使用新型成型技术锻造车身，保证锻造工作质量达到要求的前提下，不会出现工作效率下降的状况，围绕工作要求合理的应用成型技术制造车身锻造的成本。在生产活动进行期间，车身成型技术包含车身热成型工艺、车身内高压成型工艺，前者在应用中围绕加工构件形成具备一定规律变化的温度场，由构件力学性能与组织产生一定变化，温度场与内部应力会出现相互耦合变形的改变，由此改变构件的力学性能，车体板材构件加工一般会使用车身热成型工艺；后者利用内高压成型工业提高弯曲轴线异型截面空心、变径管与薄壁多通管等零件加工的生产效率，同时提高零件截面封闭程度，有效解决焊接变形问题。在工作中还可以发现相关技术可以有效的削减车身锻造使用的材料，进而达到控制生产成本的目的。

2.3.2车体焊接方面的新技术

车身加工期间焊接技术是基本的制造技术，但是传统焊接控制精度差且工作量多，这些因素均会影响到车体焊接工作的整体质量。为此推出新型焊接技术显得非常关键，将车身激光焊接工艺应用在激光焊接技术中，完成车身制造工作，由此可以提高技术的控制精度，更好的完成设计要求，同时让车身拥有极具观赏性的外观且车身制造质量不会受到影响。使用激光焊接技术也存在一定的短板，技术对加工精度的要求非常苛刻，对操作人员也有较高的要求，必须具备一定的技术能力，这些因素会影响到企业对技术的应用；车身等离子焊接工艺也是车体焊接出现的新技术，在车身焊接制造就可以减小焊接变形程度，提高车身焊接的强度，保证焊接可按要求进行，进一步提高车身的美观性。

2.4车身设计注意事项

一是要保证车身的生产性能。换言之，设计的车身必须能够满足整车的生产和运营要求以及质量控制和成本控制要求。同时，一要方便汽车在行驶和使用过程中的保养要求，二要保证车体的使用性能和安全性能。也就是说，设计的车身必须满足不同类型汽车的实际应用要求，适应不同的道路交通环境，保证广大驾驶员的行车安全和稳定性。三要确保经济环保的车身。换句话说，设计的车身应该能够保证汽车在行驶过程中消耗更少的燃料和动力，有效降低驾驶员的驾驶成本，减少汽车尾气对环境的污染，汽车的使用功能设计为节能环保。减少消耗，符合标准，四是保证车身内外装饰的美观。换言之，设计的车身必须满足现代人的审美需求，无论是颜色、车身造型、整体线性度，还是内外装饰，都能提升汽车的实用价值和综合效益。

结语：总之，汽车工业在我国社会经济发展中占有非常重要的地位，相关汽车制造商不断创新和优化我们自己的车身制造技术，采用新的设计理念和设计思路来保证质量为我国汽车工业的长期稳定发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]白永春.汽车车身设计及制造工艺分析[J].内燃机与配件，2019（20）： 117-118.

[2]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.

[3]熊礼明.汽车车身设计与制造工艺研究[J].中国设备工程，2019（14）： 99-100.

[4]宋东辉.汽车车身设计及制造工艺新技术研究[J].汽车测试报告,2022(17):82-84.