汽车车身制造工艺学
汽车车身制造工艺学
绪论
卡尔?本茨德国人 1986年第一台汽油发动机的三轮车
爱德华?巴特 1912年首次制成了全金属车身
文森卓?兰西亚发明了承载式车身
汽车车身按承载形式分为非承载式车身和承载式车身。
1. 非承载式车身
有独立的刚性车架，又称底盘大梁架。
发动机及传动系的一部分及车身总成部件用悬架装置固定在车架上，车架通过前后悬架装置与车轮连接。载荷由车架承担，车身和车架间由压缩型或剪切型弹性元件连接。车身比较笨重，质量大，车身高，一般用在货车客车和越野吉普车上，也在少部分高级轿车上使用。(因为从地面和发动机传来的振动、冲击和噪声被车架质量和弹性元件减缓和吸收，具有较好的平稳性和安全性)。
2. 承载式车身没有刚性车架，只加强了车头、侧围、车尾、底版等部位，发动机、前后悬架、传动系
的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬架装置传给车轮。
这种承载式车身除了其固有的承载功能外，还要直接承受各种负荷力的作用。
质量小，车身低，没有悬置装置，装配容易。
冲压件质量高，制造难度大。车身表面处理要求高(磷化处理后与油漆结合性好)。投资大。
一汽奥迪、上海桑塔纳
汽车车身的特点
1.最大的总成(设计制造量最大)
2.制造成本高
3.涉及学科多(材料学、造型艺术、结
构设计、人机工程、冲压装焊涂饰)4.发展最晚但最快的总成
无骨架形式车身有骨架形式车身
无骨架车身是由薄板冲压零件和装焊的车身构件以及车身覆盖件等组成的车身壳体，之间采用焊接方式进行连接。
多用于现代轿车、部分旅行车、货车驾驶室、蓬式赛车和微型车等车型上。
冲压工艺
车身大致可以分为发动机盖、车顶盖、行李箱盖、翼子板和前围板五部分。钢板冲压成形。
曲面形状复杂，并要求有较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度，
冲压生产线一般有两种类型，一种是单机连线，另一种是采用多工位压床的生产线。
单机连线将压床按工序贯穿排列，采用机械手、传动装置或者机器人完成上下料和零件的传送工作，具有独立同步式和全自动同步式。
独立同步式生产线的压床各自独立运转，由输送带控制生产节拍，利用柔性中间存储装置使各压床组形成独立同步机组，其性能比较灵活。
全自动同步式生产线的送料、运转等作业同步连续进行，工作效率高。
多工位压床生产线:多工位压床有5工位、6工位、8工位等规格，是目前最先进、自动化程度最高的冲压设备。
装焊工艺
车身焊接常成为装焊，是将冲压零件组装、焊接成符合要求的白车身。
过程:把整个车身分成总成进行装焊。地板总成、发动机舱总成、左侧和右侧总成、后围总成、顶盖总成、左车门和右车门总成、发动机罩总成、左翼子板和右翼子板总成。
装焊多采用电阻焊，主要是点焊和凸焊，生产率高、成本低、约占总焊接量的90,.所用设备:悬挂式点焊机、固定式点焊机、多点焊机、螺柱式焊机、焊接机器人和激光焊接。
涂装工艺
汽车涂装可以起到保护、装饰和标志等作用。并能起到车内隔热、消声、抗振密封特殊作用。装饰性要求高，而且还要求有良好的力学性能和较高的耐腐蚀性。
装饰性要求:涂层光亮、平滑、丰满美感好。
具有一定的硬度、良好的韧性、耐磨性。
耐腐蚀性要求:外观锈蚀、穿孔锈蚀、结构损坏腐蚀等出现的使用时间。
汽车级别不同:货车和轻型车进行底漆、面漆两次涂装。而轿车则常需要经头道漆、二道漆，面漆三次涂装;高级轿车有时需要四次涂装。
第一章冲压工艺概论
力学性能指标符号对冲压性能的影响
ζs小，材料容易屈服，则变形抗力小，产生屈服极限
相同变形所需的变形力就小。并且屈服极限小，当压缩变形屈服极限ζs
时，因易于变形而不易起皱。对弯曲变形而言，则变形后回
弹小，即贴模性和定形性好。
屈强比对板料冲压成形性能有较大的影响。屈强比小，
ζs值小而ζb值大，即容易产生塑性变形而不易破裂，说明
也就是说，从开始产生屈服至拉裂有较大的变形空间。尤其
是对压缩变形中的拉伸变形而言，屈强比具有重大影响。当
屈强比变形抗力小而强度高时，变形区的材料易于变形而不易起皱ζs/ζb 而传力区的材料有较高强度而不易拉裂，有利于提高拉伸变
形的极限变形程度。如凸缘(法兰)加热拉伸，利用凸缘零
件筒底的温差使屈强比大大下降，结果可以很大的提高拉伸
变形深度。
拉伸试验中，试样拉断时的延伸率称总延伸率或称延伸
率。而试样开始产生局部集中变形(颈缩)时的延伸率称均
匀延伸率δu，δu表示板料产生均匀的或稳定的塑性变形能
力。
延伸率δ 一般情况下，板料的成形都是在板料的均匀变形范围内
进行的，即板料的拉应力大于或等于屈服极限而小于或等于
强度极限。因此，δu对于冲压成形性能有更直接、实际的
意义。δu值越高板料的冲压成型性能愈好。复杂曲面的车
身覆盖拉延件要求板料具有较高的均匀延伸率。
硬化指数 n 常用金属材料在常温下的塑性变形过程中会出现硬化效应，(应变刚指数) 使材料机械性能的强度指标(ζs，ζb)随变形程度的加大而增加，同时塑性指标(延伸率δ和断面收缩率ψ)下降。
n 单向拉伸试验的硬化曲线可用ζ=Cε表示，式中n表
示材料的应变硬化指数。
厚向异性系数 r 由于钢板结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素，板材
的塑性会因为方向不同而出现差异，这样的现象称板料的各
向异性。各向异性包括厚度方向各向异性和板平面各项异性。
而厚度方向的各向异性用厚向异性系数表示。厚向异性系数
是指单向拉伸试样宽度应变和厚度应变的比值。
r=εb/εt=?(b/bo)/ ?(t/to)
式中 r 厚向异性系数
εb 试样宽度应变εt 试样厚度应变b、bo 试样变形前后的宽度
t、to 试样变性前后的厚度
ψ 板平面各向异性Δr
系数