项目三汽车钣金工艺基础.ppt

汽车车身修复,重庆工程职业技术学院机械工程学院张君维,主要内容,主要内容：概述汽车车身结构汽车钣金工艺基础车身的焊接与切割车身损伤分析车身测量车身拉伸与矫正汽车喷涂工艺基础汽车涂装施工车身涂料的调配与使用车身换件修理,汽车车身修复课程学习方法：认真上课听讲；课后看书，做好思考与练习题；实训课时勤动手练习拆装操作；查阅相关参考书，加深对知识的理解；本课程是考试课，平时出勤、作业占20%，中期考试20%，期末考试60%；第7周10月14日前半期复习，第7周10月15日半期考试。第12周11月22日前复习，提前申请期末考试。,汽车车身修复课程参考资料：1.汽车车身构造与维修，人力资源和社会保障部教材办公室组织编写，中国劳动社会保障出版社2.汽车车身修复技术，张立新主编，国防科技大学出版社3.汽车车身修复技术，焦建民主编，北京理工大学出版社4.汽车钣金，邹新升主编，天津科学技术出版社5.汽车涂装技术，韩明祖主编，天津科学技术出版社,项目三汽车钣金工艺基础知识目标：1了解车身材料的种类；2掌握汽车车身金属材料的基本性能及塑性变形规律；3了解车身常用的非金属材料的种类及性能；4熟悉汽车钣金操作的各种工具及设备的性能。技能目标：1能够掌握不同材料满足汽车车身的不同要求；2能熟练使用钣金操作的各种工具和设备。,项目三汽车钣金工艺基础任务一车身常用材料及其性能任务二汽车钣金常用工具及设备,任务一车身常用材料及其性能汽车钣金对金属材料的要求车身常用的金属材料车身常用的非金属材料,主要内容：,任务一车身常用材料及其性能一、汽车钣金对金属材料的要求（一）良好的机械性能汽车钣金件必须具有足够的强度、适宜的硬度、良好的韧性以及良好的抗疲劳性能，以保证汽车在正常运行中不变形、不损坏，以满足运输的需要。（二）良好的工艺性能为了避免钣金工作的的困难，要求钣金材料必须有良好的工艺性能。,1钣金材料必须有很好的压力加工性能，保证钣金工件的顺利成形，即有很好的塑性。要有在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力。对于冷作零件来讲，要有良好的冷塑性，如汽车车身冲压件；对于热作零件来讲，要有良好的热塑性，如热锻件弹簧钢板、热铆铆钉等。2良好的可焊性，许多汽车钣金零件是通过点焊、弧焊或气体保护焊等方式熔焊在一起的，所以要求钣金零件必须有良好的焊接性能。,3良好的化学稳定性汽车覆盖件大都是在露天环境中工作的，经常与水及蒸汽接触，如消声器，经常在较高温度和腐蚀气体下工作。这就要求钣金零件必须有良好的化学稳定性，既要求在常温下耐腐蚀，防锈能力强，又要求在高温或太阳暴晒下不被腐蚀、不变性。4良好的板材尺寸精度和内在质量板材的尺寸精度和内在质量对钣金加工影响极大，特别是对模压件影响更大。具体要求是：（1）板材尺寸精度高、厚度均匀、无变形。（2）表面平整、光洁度高、无气泡、缩孔、划痕、裂纹等缺陷。（3）无严重锈蚀及氧化皮等附着物。（4）组织均匀，晶体组织及硬度无明显差异。,5价格低廉，经济实用对汽车的任何构件，在满足工作条件的情况下，都应考虑到经济性。能用黑色金属的，不用有色金属；能用一般金属的，绝不用贵重金属。汽车钣金件的寿命，应该与汽车其它构件的寿命相适应。二、车身常用的金属材料1金属材料的性能金属材料的性能，一般分为两类:一类是使用性能，它反映金属材料在使用过程中所表现出来的特性，包括力学性能、物理性能和化学性能。它决定了金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿命；另一类是工艺性能，它反映金属材料在加工制造过程中的各种特性。包括铸造性能、锻压性能、焊接性能和切削加工性能等。它决定了金属材料制造零件时的难易程度。,（1）金属材料的物理性能金属材料的物理性能主要有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性和耐磨性。（2）金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料抵抗各种不同性质载荷作用的能力。它包括强度、塑性、硬度、韧性和抗疲劳强度等性能指标。2金属热处理金属热处理是工件制造过程中的一道重要工序。其目的就是利用加热再冷却的方法使金属内部的组织发生改变，从而获得所需的机械性能，如提高材料强度、硬度、塑性和韧性等。,（1）退火和正火退火和正火常作为一些普通铸件、焊接件及某些不重要的热加工工件上的最终热处理工序，也可作为某些零件的预先热处理工序，其主要目的有如下几点:软化零件，便于切削加工；消除残余应力，以防零件变形、开裂；细化晶粒，改善组织，以提高零件的机械性能；为最终热处理(淬火或回火)作好组织上的准备。退火和正火的操作方法是将材料加热到某一温度范围，保温一定时间，然后冷却至室温。不同点是正火冷却速度稍快，正火后的组织比退火细，硬度和强度稍有提高。,（2）淬火将金属加热到一定温度，保温一段时间，然后在水或油中急速冷却的过程叫淬火。其目的是提高工件的硬度和耐磨性。一般淬火操作的难度较大，这是因为快冷总是不可避免地产生相当大的内应力，可能引起零件的变形和开裂，故淬火后通常应进行回火处理。（3）回火将淬火后的零件加热到一定温度后保温，然后在空气中或油中冷却，这种热处理方法叫回火。其目的是消除零件因淬火而产生的内应力和脆性，改善零件的力学性能。（4）调质淬火以后进行高温回火称为调质。其目的是为获得较高的强度、硬度，特别是较好的冲击韧性。,3车身常用的金属材料金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。生铁和钢称为黑色金属，除钢铁以外的其他金属统称为有色金属。（1）钢的分类钢通常分为碳素钢和合金钢两类。碳素钢碳的质量分数低于2.11%的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。碳素钢按含碳量的多少，分为低碳钢(碳的质量分数在0.25%以下)、中碳钢(碳的质量分数为0.25%0.60%)、高碳钢(碳的质量分数大于0.60%)。按钢的质量通常又可分为普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢三类。按钢的用途，可分为碳素结构钢和碳素工具钢。,合金钢碳钢中特意加入一种或几种合金元素，使钢的力学性能得以提高或获得某些特殊的物理化学性能，这种钢称为合金钢。按主要用途，合金钢可以分为合金结构钢、合金工具钢、特殊钢(如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等)。按合金元素的含量，合金钢可分为低合金钢(合金元素总量不超过5%)、中合金钢(合金元素总量为5%10%)、高合金钢(合金元素总量大于10%)。（2）钢板镀膜薄钢板俗称白铁皮，是在冷或热轧薄钢板上镀一层有色金属膜(锌、锡、铅)而成。按镀膜不同可分为:薄锌板、薄锡板、薄铅板。,薄锌板通常也叫白锌板。它具有抗腐蚀性好及表面美观的特点。这种板适合做防腐容器，如顶棚及房屋水道管等。轿车车身通常采用0.8mm左右厚度的单、双面电镀和热镀锌板。（3）有色金属及其合金部分汽车零件必须用有色金属材料来制作，以满足某些特殊要求（如耐磨性、导热性、抗蚀性和导电性等），而这些性能是钢和铁所不及的。铝及铝合金工业纯铝用(L)、铸铝(代号ZL)、防锈铝(LF)、锻铝(LD)、硬铝(YL)、超硬铝(LC)、特殊铝(LT)。,铜及铜合金纯铜呈紫红色，故亦称紫铜，其熔点为1083，相对密度为8.9g/cm3。它具有很好的导电性、良好的塑性和延展性，所以，纯铜很适合于压力加工。其抗拉强度较低，但经加工硬化后，强度可以显著提高。纯铜还具有良好的耐大气、海水及一些化学药品腐蚀的性能。因此，工业上广泛用于制造电缆、散热器、冷凝器以及热交换器等。,三、车身常用的非金属材料随着材料工业的迅速发展和新型材料的不断开发，现代汽车上正越来越广泛地采用非金属材料，以减轻汽车的质量，节约金属材料，提高汽车的经济性、安全性和使用性能。1塑料塑料是以天然树脂或人造树脂(合成树脂)为基体，加入填充剂、增塑剂、润滑剂、着色剂等而制成的高分子化合物。,补充一：常见塑料件的鉴别1.查找塑料件的标示，采用ISO识别码确认；2.手册查找法，查阅车身维修手册；3.焊接确认法，一般塑料焊条有6条左右，每种焊条均有标识塑料品种；4.燃烧鉴别法，PVC受热易熔，火焰呈绿-青绿色；ABS燃烧时产生黑烟；PP燃烧没有明显的烟雾发生，并呈现明显的火焰。5.水中沉浮法，热塑性塑料浮于水面。,（1）一般结构零件用塑料这类塑料有聚苯乙烯、低压聚乙烯、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、聚丙烯(PP)、有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)等。（2）一般耐磨传动零件用塑料这类塑料有各种尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯、线性聚酯等。（3）减摩零件用塑料这类塑料有聚四氟乙烯和各种填充的聚四氟乙烯，用聚四氟乙烯填充的聚甲醛、低压聚乙烯等。（4）耐高温零件用塑料这类塑料有氟塑料、聚苯醚(PPO)、聚酸亚胺及增强塑料等。,（5）一般隔热、减振零件用塑料这类塑料有聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料等。2橡胶橡胶是一种有机高分子弹性化合物，它的最大特点是具有良好的柔顺性、易变性和复原性，并具有不透水性、不透气性、耐酸碱性和电绝缘性等良好的综合物理机械性能。因此，汽车上使用很多的橡胶零件。橡胶根据原材料来源可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。合成橡胶又有丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶等等,3复合材料复合材料是多相材料。凡是两种或两种以上不同化学性质或不同组织结构的材料，以微观或宏观的形式组合而成的材料，均可称为复合材料。复合材料在性能上突出的优点是:能克服单一材料的某些弱点，在性能上具有取长补短并保持各自的最佳特性，从而获得优良的综合性能效果。例如玻璃纤维树脂复合材料，既提高了树脂的强度和刚度，又改善了玻璃纤维的脆性。汽车车身方面采用的复合材料，主要是玻璃纤维增强的复合材料。玻璃纤维增强塑料或玻璃钢(FRP)，在汽车中用作一部分结构件及车身。,4粘结剂粘结剂一般又称粘结密封剂，粘结密封是车身修理中一种不可缺少的工艺，用来组装连接、填隙密封，还可以代替铆焊，以减轻汽车的质量、降低消耗，提高汽车和车身的耐用性和可靠性。用于车身的粘接密封剂有合成橡胶型、合成树脂型和混合型等，现已有定型的汽车用粘结密封剂产品和标准。,用于车身的粘接密封剂有:（1）点焊密封胶冲压钣金件点焊前涂敷在接缝处的一种密封剂。点焊后和油漆一起烘干，形成密封层，防止水分和灰尘的侵入。它多为聚氯乙烯合成橡胶(如丁苯橡胶)类。（2）焊缝胶是点焊后对焊缝进行密封时用的。它主要有聚氯乙烯型塑料溶胶、还有双组分聚硫橡胶型(如JLC-6密封胶)、沥青型、改性环氧型和聚氨酯型胶等。（3）折边粘接剂用于轿车车门、发动机罩和行李箱盖折边的粘接密封，能起防水、防锈的作用。这种粘接剂可分为单组分环氧型和聚氯乙烯塑料溶胶型，它们均随油漆烘干而固化。,（4）风窗玻璃粘接剂将风窗玻璃直接粘接在窗框上。常用的有聚硫橡胶型粘接剂、丁基胶带、聚氨酯密封胶三类。（5）密封条粘接剂用于汽车车门、发动机盖和行李箱盖的涂漆钢板上粘接各种橡胶密封条，以防止雨水、尘土的侵入。（6）内饰件粘接剂用于汽车内饰件，如顶盖衬里、仪表板、车门护板、侧护板、遮阳板、座垫、靠背和地毯等的粘接，以达到安全、舒适的目的。常用的有氯丁酚醛胶和丁腈橡胶、聚异丁烯橡胶为主体材料的各种胶型以及水基型顶棚粘接剂等。,任务二汽车钣金常用工具及设备手动工具动力工具专用设备液压设备车身修复机车身大梁矫正系统车身三维测量系统车身焊接与切割设备,一、手动工具车身修理的手动工具包括：通用工具、金属加工工具和车身表面加工工具。通用工具是汽车机械技师和车身技师都要用到的通用工具，其中包括扳手、旋具、钳子以及其他常用的工具。这里主要针对上述后两种工具。,（一）钣金锤钣金锤指在钣金维修中使用的各种规格和样式的锤子。每一种锤子都有其特有的用途，不能用在非车身维修场合，否则会影响维修效率和维修质量。各种钣金锤如图3-1所示。,(a)橡皮锤(b)铁锤(c)圆头锤,(d)尖锤(e)鹤嘴锤(f)轻头锤图3-1各种钣金锤,（二）垫铁垫铁是一种手持的铁砧，由高强度钢制成，通常与钣金锤配合进行维修作业，用在粗加工和锤击加工中。车身钣件的线型很多，所以要利用各种形状的垫铁才能有效地快速修复。常用的垫铁有通用垫铁、足跟形垫铁、足尖形垫铁、卷边垫铁和楔形垫铁等。各种垫铁如图3-2所示。,（a）通用垫铁(c)足跟形垫铁(d)足尖形垫铁(f)楔形垫铁图3-2各种垫铁,（三）匙形铁匙形铁，也叫修平刀，是一种非常有用的车身修整工具，有时用作锤子，有时又用作垫铁。如整修表面空间受到限制，不易使用垫铁时，匙形铁就可以代替垫铁。匙形铁有很多种形状和尺寸，以满足各种不同形状车身板的需要。如图3-3所示。,图3-3各种匙形铁,匙形铁的工作面一般有平面形、弧形和双钩形三种。匙形铁的工作面一般有平面形、弧形和双钩形三种。,（四）撬棍撬棍类似于匙形铁，用以进入有限的空间。撬棍只用作撬起凹点，它们有不同的长度和形状，大多数有一个作为手柄的U形末端。典型撬棍如图3-5所示。比如不用对钣件进行拆卸，就可以把车门、后翼子板和其他封闭式车身板的凹陷撬平。图3-5典型撬棍,（五）车身锉在金属精加工或最终维修时常用到车身锉。在变形钣件已经被敲击或拉回等粗加工后，锉削可以显露出钣件上任何需要再加以处理的高点和凹点，也可以用在经精加工去除钣件面上所有的凸、凹点后，最后磨光滑金属板面。经锉加工后，再进行打磨机的最终打磨，就可以完成金属精加工的全部工作。车身维修中常用到的锉有三种。如图3-6所示。,图3-6各种车身锉,（六）冲头和錾子冲头和錾子是钣金维修人员常备的工具，十分有用。冲头和錾子的种类如图3-7所示。,图3-7冲头和錾子的种类图3-8用扁冲校直角线,（七）金属切割工具大多数车身修理技师应至少有一个金属切割工具，即金属剪。金属剪用来将饰板和金属板件剪到要求的尺寸。1手剪刀手剪刀是手工剪切薄钢板的常用工具。在使用时应注意，根据不同材料和不同需要选择。比如一般低碳钢板可以用常用的铁皮剪刀，但不锈钢等硬金属应用专业的金属切割剪。如图3-9所示。2脚踏剪板机如图3-10所示。,图3-9手剪刀图3-10脚踏剪板机,（八）铆枪铆接是车身维修作业不可缺少的工艺，特别是在铝车身钣金维修中。铆接时，先将铆钉组件插入被连接的工件通孔中，然后用铆枪将外伸的铆钉杆拉断，铆接即告成功。如图3-11所示。图3-11铆枪及其铆接原理,（九）凹陷拉拔工具1凹陷拉拔器凹陷拉拔器，即传统的惯性锤，通常带一个螺纹尖头和一个钩尖，一般情况下要求在皱折处钻出或冲出一个或多个孔。拉拔时将螺纹尖头拧入所钻的孔，用滑锤轻轻敲打手柄，慢慢把凹陷拉平。如图3-12所示。现在的惯性锤带有许多附件，如钩头、螺钉和螺栓连接器等，配合车身修复机可以不用钻孔就能整平凹陷，使用更加方便，更加高效。,图3-12凹陷拉拔器的使用2拉拔杆拉拔杆有一个弯曲的头。同凹陷拉拔器一样，把它插进钻出的孔里，用一根拉拔杆即可把较小的凹陷或皱折拉平，而要拉平较大的凹陷，就要同时用三根或四根拉拔杆。拉拔杆可与钣金锤一起使用，同时敲击和拉拔使车身钣件恢复到原来的形状，而造成金属延展的危险较小，如图3-13所示。,3真空吸盘真空吸盘是一种简单工具，它可以迅速拉起浅的凹坑，只要凹坑不是处在皱折的钣金件上。作业时只需将吸盘附着在凹坑的中心并拉起，凹坑就可能恢复正常形状而不损伤油漆，也不需要再作表面整修。这是一种使用简便的工具并可进行简单的修理。然而，有时凹坑定位后还需要用锤子和顶铁来整平钣金件。真空吸盘有单盘和多盘选用。如图3-14所示。,图3-13拉拔杆图3-14真空吸盘,（十）夹具在钣金维修中，对部件拆边等工作，需用到各种夹具，如手虎钳，C形夹具和大力钳。特别是大力钳，也叫虎钳扳手，可以非常迅速地夹持金件。当把钣金件夹持就位后，就可以解放双手。该工具是冲，焊，铆接，钻等工作理想的夹持工具，在车身焊接和定位时经常使用。大力钳有许多种形式，方便选择使用。如图3-15所示。,(a)手虎钳(b)C形钳,(c)大力钳图3-15各种夹具,二、动力工具（一）气动工具气动工具是汽车维修行业中应用最为广泛的工具。1气动扳手如图3-16所示。2气动钻如图3-17所示3气动旋具如图3-18所示,图3-16气动扳手图3-17去除焊点的气动钻,图3-18气动旋具,4气动打磨机气动打磨机一般用于金属磨削，切割，油气层的去除，腻子层的打磨等工作。气动打磨机有盘式打磨机，轨道式精打磨机及砂带机等。盘式打磨机又有复合作用打磨机与单一运动盘式打磨机两个类型，适用于粗打磨。轨道式打磨机用于精加工。当要打磨窄小的位置时，可以用砂带机。如图3-19所示。,(a)盘式打磨机（b）轨道式打磨机（c）砂带机图3-19气动打磨机,5气动切割锯和气动剪两者都用于切割钣件。如图3-20和图3-21所示。,图3-20气动切割锯图3-21气动剪图3-22气动砂轮6气动砂轮气动砂轮用于粗磨金属表面或者切割钣件。如图3-22所示。7气动锉气动锉用于精加工车身钣件切割后要对接的位置。如图3-23所示。,图3-23气动挫图3-24气动錾图3-25气动打孔机8气动錾气动錾也叫气动凿，用于分离钣金件非常方便，也可以通过更换附件进行切割和其他工作。如图3-24所示。9气动打孔机主要用于在车身钣金件更换，为了便于用气体保护焊塞焊方法连接钣件时，在新钣件上进行打孔。如图3-25所示。,（二）电动工具汽车钣金维修厂中最常用的电动工具有手电钻、角磨机等。1手电钻手电钻是以电为动力的手持式钻孔工具，如图3-26所示。2角磨机角磨机，即手提砂轮机，主要用来磨不易在固定砂轮机上磨削的零件。如发动机罩、驾驶室、翼子板及车身蒙皮等经过焊修的焊缝，可用手提砂轮机磨削平整。如图3-27所示。,图3-26手电钻图3-27角磨机,三、专用设备（一）液压设备汽车钣金维修车间常用的液压设备有千斤顶、举升机、车身校正仪的拉伸矫正装置等。1千斤顶常用的千斤顶有立式千斤顶、卧式千斤顶和分离式千斤顶。如图3-28所示。,（a）立式千斤顶(b)卧式千斤顶(c)分离式千斤顶图3-28液压千斤顶,分离式千斤顶在车身修复中作用非常重要，它可以与相应的附件组合成车身修复所需要的各种设备，如推力装置、拉力装置、扩张装置和夹紧装置等。2液压举升机汽车维修车间少不了液压举升机，常用的有双柱举升机、四柱举升机和剪式举升机，动力就是液压泵或气动泵。液压举升机种类如图3-29所示。,图3-29各种液压举升机,（二）车身修复机车身修复机也叫介子机或车身整形机，通过外接不同的焊接工具，可以实现单面点焊、焊接专用螺钉，环形介子、蛇形焊线等功能。主要用在车身上一些双层或夹层的钣金上，一些无法通过垫铁和撬棍修复的地方。车身修复机及其配件如图3-30所示。,图3-30车身修复机及其配件,（三）车身大梁矫正系统1简单式车身校正架简单式车身校正架，即L形车身校正架，也称为推力器。它可以校正车架和车身，并且能在任意方向施加校正力。这种推力器不仅体积小，而且完全省去了在车辆上拆下损坏的零件再进行校正的时间，可以在小型钣金修理厂使用。但只适合一些小碰撞的修理，并且不能进行精确的修复。如图3-31所示。,图3-31简易式车身校正架图3-32地框式校正系统,2地框式校正系统地框式校正系统，是在建造维修车间地面时就要把地框系统的锚孔或轨道用水泥固定在车间地板上的校正设备，比较经济实用。车辆可以直接在地框系统上或使用支架固定在地框系统上进行修理。车辆在地框系统上校正拉伸时同样要进行固定，其紧固力必须满足在拉力的大小和方向上保持平衡的要求。地框式校正系统除了必须配备足够的夹具和其他附件外，也必须配有手动或气动液压泵和适合的液压顶杆（液压油缸）。如图3-32所示。,3框架式校正系统框架式校正系统有固定式和可移动式两种，操作方便，占地面积小。框架式校正系统只利用在一些品牌专一的，高档车的专业维修上。如图3-33所示。图3-33框架式校正系统,图3-34数控带定位夹具式大梁校正仪,4带定位夹具式大梁校正仪数控带定位夹具式大梁校正仪是从框架式校正系统演变过来的一种设备，它增加了许多可以对应于不同车辆的坚固夹具和滑尺。数控带定位夹具式大量校正仪是一种比较实用的车身校正设备，有一些修理厂已经在使用。数控带定位夹具式大量校正仪结构如图3-34所示。,5平台式校正系统平台式校正系统主要由台架、各种夹具、拉伸装置及动力系统、举升装置等组成。可以用于各种国产和进口轿车的面包车、越野车的校正工作，这是现在的钣金维修车间看到最多的一种校正系统。它的工作台面整体加工，精度高，确保测量精度，底盘操作空间较大。有的平台式校正系统塔柱还配有吊臂，可实现向上的拉伸矫正。平台式校正系统可方便地配置机械式或电子式三维测量系统。如图3-35所示。,图3-35平台式校正系统