汽车车身工艺及夹具设计概述PPT课件.ppt

汽车车身工艺及夹具设计 2007年全球汽车产量为7307 2万辆一 日本1159 6万辆 占15 87 二 美国1075 1万辆 占14 71 三 中国888 2万辆 占12 16 四 德国619 6万辆 占8 48 五 韩国408 6万辆 占5 59 六 法国309 1万辆 占4 23 七 巴西297 3万辆八 西班牙289 3万辆九 加拿大257 8万辆十 印度224 6万辆 概述 2009年中国汽车产销量分别为1379 1万和1364 5万辆 同比分别增长48 3 和46 2 位居世界第一 2008年我国生产汽车934 5万辆 超过美国的868 1万辆成为世界第二大汽车生产国 日本生产汽车1156 4万辆 连续3年位居世界第一 1 汽车车身工艺及夹具设计 概述 预测 2010年 2015年和2020年我国汽车产量将分别达到1596万辆 2258万辆和2886万辆 2 中国汽车工业历经56年 1953 2009 的创业 已形成第一汽车 东风汽车 上海汽车 北京汽车 天津汽车 中国汽车 重型汽车等七大集团公司及兵器 航空 航天三个部门 生产六大类120多种汽车 特种车750多种 其中 一汽 上汽 东风 天汽四大集团生产全国50 以上的汽车 在中国汽车工业中起着举足轻重的作用 八十年代初 全国企业总数达2000多家 但年产量只有20多万辆 比世界上先进国家落后30多年 调整后的90年代中期 汽车年产量达130多万辆 摩托车500多万辆 超过日本而居世界第一 从2000年到2007年 中国汽车产量从200万辆跃升至888万辆 连续 年平均增速超20 2008年受全球经济危机影响 汽车总产量950万 960万辆 出口汽车将达100万辆 跨入世界先进行列 中国汽车工业的崛起使世界汽车工业全方位的竞争更加激烈 因此 东方的中国已经引起世界的瞩目 中国汽车工业史 3 我国主要汽车公司 中国汽车产业发展已形成一批骨干企业 上汽集团 一汽集团和东风汽车公司 长安 北汽等五家汽车企业 集团 年产销量均超过100万辆 2009年 五家汽车产量为978 0万辆 占全国总产量的70 9 广汽集团发展也十分迅速 以奇瑞汽车 吉利控股 长城汽车 比亚迪汽车等为代表的自主品牌乘用车企业 带动了国内乘用车自主开发和技术创新能力的提升 并使汽车价格整体下移 成为中国汽车工业的新兴力量 同时也是中国乘用车出口的主力 中国已形成七大汽车产业集群 中国已初步形成的七大汽车产业集群分别是 以长春为代表的东北汽车产业集群 以上海为代表的长三角汽车产业集群 以武汉为代表的湖北汽车产业集群 以广州为代表的珠三角汽车产业集群 以重庆为主的西南汽车产业集群 以北京 天津为代表的环渤海汽车产业集群 以合肥 芜湖为代表的安徽汽车产业集群 其中 珠三角汽车产业集群 安徽汽车产业集群和环渤海汽车产业集群发展速度较快 4 世界主要汽车公司 1 通用汽车公司 GeneralMotorsCorporation 通用汽车公司标志 GM 是美国通用汽车公司的标志 取自通用汽车公司 GeneralMotorsCorporation 英文全称的前两个单词第一个大写英文字母 目前 通用汽车公司的业务遍及世界50多个国家 职工超过70万人 1988年 与中国上海汽车工业公司合作生产汽车 一 美国 2 福特汽车公司 FordMotorsCompany 美国的福特汽车公司是世界第二大汽车公司 公司创始人亨利 福特被喻为现代汽车工业的创始人 3 克莱斯勒汽车公司 ChryslerMotorsCorporation 克莱斯勒汽车公司是由沃尔特 克莱斯勒 WatlerChrysler 创建 并用其姓氏命名自己的企业 是美国的第三大汽车公司 5 世界主要汽车公司 二 日本 1 丰田汽车公司 ToyotamotorCompany 丰田汽车公司是日本最大的汽车生产厂家 汽车产量在世界各大公司中居第三位 而出口量居世界第一 2 日产汽车公司 NissanMotorCompany 日产汽车公司是日本第二大汽车制造公司 其汽车年产量居世界第四位 3 本田汽车公司 HondaMotorCorporation 本田汽车公司是本田集团的主要成员 是世界最大的摩托车生产公司之一 6 世界主要汽车公司 三 德国 1 戴姆勒 奔驰汽车公司 Daimler BenzMotorsCompany 1886年 发明的汽油发动机为动力的三轮车被授予专利 与此同时 戴姆勒也发明出了他的第一辆四轮汽车 戴姆勒 奔驰汽车公司是德国汽车制造业最大的垄断企业 是世界商用车最大的跨国集团 是世界第一辆汽车的制造者 所以尊称为 世界汽车之父 2 大众汽车公司 VolksWagenwerkAG 大众汽车公司是德国最大也是最年青的汽车公司 是一家国际性集团公司 总部在沃尔斯堡 3 奥迪汽车公司奥迪汽车公司是大众公司的重要成员 生产奥迪系列汽车 7 世界主要汽车公司 四 法国 1 雷诺集团 RegieNationalDesUsinesRenault 雷诺集团的汽车产量居法国第二位 是世界上最悠久的汽车公司之一 公司名称以创始人路易丝 雷诺 LouisRenault 的姓氏命名 2 标致 雪铁龙集团 PSAPeugeot Citroen 标致 雪铁龙是法国第一大汽车生产集团 是世界著名汽车公司 该公司是由标致汽车公司 雪铁龙汽车公司 塔尔伯特汽车公司组成 目前 雪铁龙汽车公司在十多个国家设有子公司 1995年与中国东风汽车公司合作成立神龙汽车有限公司 生产富康牌小轿车 8 世界主要汽车公司 五 韩国 1 现代汽车公司 HyundaiMotorsCompany 现代汽车公司是韩国第二大汽车生产厂家 是韩国现代集团的骨干企业 现已进入世界汽车著名大公司行列 2 大宇汽车公司 DaewooMotorCo Ltd 是韩国大宇集团的骨干企业 是韩国出口汽车数量最多的公司 9 10 11 12 13 罐式车消防车 汽车分类 国家标准GB37301 88 14 1 轿车 按发动机排量分类 15 2 客车 按客车长度及载客数量分类 16 3 货车货车是载货汽车的简称 又称载重汽车 卡车 主要用于运送货物 有的可牵引挂车 货车车身分为独立驾驶室和货箱两部分 货车分类有两种方法 按最大总质量分类 按驾驶室与发动机的相对位置分类 a 长头货车 b 短头货车 c 平头货车 d 偏置货车 17 消防车救护车油罐车邮政车通讯车垃圾车洒水车冷藏车 4 变型车 18 1 企业名称代号EQNJCAHFJ企业名称代号位于产品型号的第一部分 用代表企业名称的两个或三个汉语拼音字母表示 2 车辆类别代号各类汽车的类别代号位于产品型号的第二部分 用1位阿拉伯数字表示 代号 CA1091表示一汽集团制造的载重车 总质量为9吨左右 是同类车型的第二代 EQ2080表示东风汽车公司 二汽 生产的越野车 总质量为8吨左右 是同类车型的第一代 BJ6554表示北京汽车厂生产的客车 总长为5 5米 是同类车型的第五代 TJ7100表示天津汽车厂生产的轿车 发动机排量约为1 0升 19 轿车的型式 20 轿车车身结构 早期的轿车车身沿用了马车车身结构 整个车身以木材料为主 1912年由爱德华巴特首次制成了全金属的车身 1925年文森卓 兰西亚发明了承载式车身 车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型复盖件组成 这种金属结构的车身一直沿用至今 得到不断的完善和发展 21 轿车车身结构 汽车车身从整体上分为非承载式车身和承载式车身两种 非承载式车身的汽车有一刚性车架 又称底盘大梁架 发动机 传动系的一部分 车身等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联接 这种非承载式车身比较笨重 质量大 高度高 一般用在货车 客车和越野吉普车上 也有少部分的高级轿车使用 因为它具有较好的平稳性和安全性 承载式车身的汽车没有刚性车架 只是加强了车头 侧围 车尾 底板等部位 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乘载功能外 还要直接承受各种负荷力的作用 经过几十年的发展和完善 承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高 具有质量小 高度低 没有悬置装置 装配容易等优点 因此大部分的轿车采用了这种车身结构 例如我国生产的一汽奥迪 上海桑塔纳等国产轿车均是承载式车身 22 轿车车身结构 汽车车身从整体上分为非承载式车身和承载式车身两种 提到轿车车身 不能不提及轿车车身的组合装配法 目前轿车车身都是采用金属构件和复盖件的分块组合 将各种预先制好的结构件和复盖件 用焊接和铆接的方式进行组合装配 各个车身的构件 例如风窗立柱 门立柱 门上横 前后冀子板 前后围板等零部件 除外型要严格符合设计要求外 其配合尺寸也要求一丝不苟 这些零部件中的很大部分都是冲压出来的 需要依靠高质量的模具和焊接夹具来保证 所以说 一辆优良的轿车不但要有好的设计技术 更要有好的工艺制造手段 23 白车身结构 由各种各样的骨架件和板件通过焊接拼装而成的轿车车身 也就是行业俗称的 白车身 它的各个部分都有相关的名称 不论在汽车制造厂 修理厂或者配件商店 人们一听到某个名称就知道它是属于车上的哪一部分 安装在什么位置上 三厢式轿车车身结构图主要零部件 1 发动机盖2 前档泥板3 前围上盖板4 前围板5 车顶盖6 前柱7 上边梁8 顶盖侧板9 后围上盖板10 行李箱盖11 后柱12 后围板13 后翼子板14 中柱15 车门16 下边梁17 底板18 前翼子板19 前纵梁20 前横梁21 前裙板22 散热器框架23 发动机盖前支撑板 24 白车身结构 车身的骨架件和板件多用钢板冲压而成 车身专用钢板具有深拉延时不易产生裂纹的特点 根据车身不同的位置 一些要防止生锈的部位使用锌钢板 例如翼子板 车顶盖等 一些承受应力较大的部位使用高强度钢板 例如散热器支承横梁 上边梁等 轿车车身结构中常用钢板的厚度为0 6 3毫米 大多数零件用材厚度是0 8 1 0毫米 25 白车身结构 车身的骨架件和板件多用钢板冲压而成 车身专用钢板具有深拉延时不易产生裂纹的特点 根据车身不同的位置 一些要防止生锈的部位使用锌钢板 例如翼子板 车顶盖等 一些承受应力较大的部位使用高强度钢板 例如散热器支承横梁 上边梁等 轿车车身结构中常用钢板的厚度为0 6 3毫米 大多数零件用材厚度是0 8 1 0毫米 26 发动机室结构 前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板 它和地板 前立柱联接 安装在前围上盖板之下 前围板上有许多孔口 作为操纵用的拉线 拉杆 管路和电线束通过之用 还要配合踏板 方向机柱等机件安装位置 为防止发动机舱里的废气 高温 噪声窜入车厢 前围板上要有密封措施和隔热装置 在发生意外事故时 它应具有足够的强度和刚度 对比车身其它部件而言 前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热 它的优劣往往反映了车辆运行的质量 27 地板结构 28 侧围框架结构 29 顶盖结构 车顶盖是车厢顶部的盖板 对于轿车车身的总体刚度而言 顶盖不是很重要的部件 这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由 从设计角度来讲 重要的是它如何与前 后窗框及与支柱交界点平顺过渡 以求得最好的视觉感和最小的空气阻力 当然 为了安全车顶盖还应有一定的强度和刚度 一般在顶盖下增加一定数量的加强梁 顶盖内层敷设绝热衬垫材料 以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递 30 后部结构 31 前门结构 对于轿车而言 车门的质量直接关系到整车的舒适性和安全性 如果车门的质量差 制造粗糙 材料单薄 就会增加车内噪声和振动 让乘坐者感到不舒适和不安全 因此 购车者在挑选轿车的过程中 要十分注意车门的制造质量 32 发动机盖结构 发动机盖 又称发动机罩 是最醒目的车身构件 是买车者经常要察看的部件之一 对发动机盖的主要要求是隔热隔音 自身质量轻 刚性强 33 行李厢盖结构 行李箱盖要求有良好的刚性 结构上基本与发动机盖相同 也有外板和内板 内板有加强筋 行李箱盖开启的支撑件一般用勾形铰链及四连杆铰链 铰链装有平衡弹簧 使启闭箱盖省力 并可自动固定在打开位置 便于提取物品 34 背门结构 一些被称为 二厢半 的轿车 其行李箱向上延伸 包括后档风玻璃在内 使开启面积增加 形成一个门 因此又称为背门 这样既保持一种三厢车形状又能够方便存放物品 如果采用背门形式 背门内板侧要嵌装椽胶密封条 围绕一圈以防水防尘 35 轿车车身结构 刚度是汽车车身设计的指标 刚度是指在施加不致于毁坏车身的普通外力时车身不容易变形的能力 也就是指恢复原形的弹性变形能力 汽车在行驶过程中受到各种外力影响会产生变形 变形程度小就是刚度好 一般情况刚度好强度也好 刚度差的汽车 行驶在不平路面上就容易发出嘎吱嘎吱的响声 立柱的刚度很大程度上决定了车身的整体刚度 因此在整个车身结构中 立柱是关键件 它要有很高的刚度 36 汽车车身是怎么制造出来的 汽车车身是整个汽车的壳体 由大大小小数百个冲压钣金件焊接而成 汽车车身的制造分为冲压 焊接 涂装三大工艺 最后经总装成汽车 所以一般汽车总装厂分为冲压 焊装 涂装及总装四大生产车间 37 车身制造的第一道工序是冲压 防锈钢板首先被送上开卷落料机 被裁剪成车身零件所需要的形状和尺寸 所有这些待冲压件在上线之前 都必须在清洗机里清洗掉油污和灰尘 然后冲压成型 这样才能保证焊接的可靠性 38 冲压成型的零部件被送到焊装车间 以焊装夹具定位后再用点焊机焊接成白车身 也就是没有喷漆的车身 一部中型车的白车身大约有三四千个焊点 一般都是利用焊装生产线把车身的六大部件依次定位焊接成形 包括地板总成 左右侧围 顶盖 后搁板和仪表台上部 焊后的车体装上四个车门和发动机盖及后备箱盖 就变成了完整的白车身 39 红旗轿车 历史与设计 1953年6月下旬 周恩来总理向毛泽东主席报告了汽车厂动工兴建的准备工作 毛主席听后非常高兴 应第一机械工业部的请求 毛主席在一张八开的宣纸上挥笔写下 第一汽车制造厂奠基纪念 十一个苍劲有力的大字 1953年7月15日第一汽车制造厂隆重举行奠基典礼 掀开了中国汽车工业史辉煌的篇章 1956年4月25日 一汽解放卡车即将问世前夕 毛主席在政治局扩大会议上讲 论十大关系 时说 什么时候我们能坐上自己开发的小轿车来开会就好了 这是毛主席第一次吐露开发国产轿车的期望 1956年7月13日 一汽生产出来新中国第一辆卡车 解放 国产解放牌汽车的诞生 标志着党中央下达的三年建厂任务已经胜利完成 标志着中国已经结束了不能制造汽车的历史 标志着中国汽车工业进入了历史新时期 1956年7月13日 一汽生产出来新中国第一辆卡车 解放国产解放牌汽车的诞生 标志着党中央下达的三年建厂任务已经胜利完成 标志着中国已经结束了不能制造汽车的历史 1958年2月13日 毛主席到一汽参观视察 看到工人生产解放牌汽车的冲天干劲时 对陪同的当时一汽厂长饶斌说 看到中国工人阶级能制造汽车很高兴 并再一次和蔼可亲地问饶斌 什么时候能坐上我们自己制造的小汽车 一汽人开始马不停蹄的进行制造中国的第一辆轿车 40 红旗轿车 历史与设计 中国第一辆轿车 东风1957年5月 一机部向长春一汽下达了设计轿车的命令 样车设计在1957年11月开始 在简陋的条件下 人们能选择的办法似乎只有一个 仿造 但是除了为数不多的几个技术人员 工人们从来就没有见过小轿车 对他们来说 即便是仿造 也是一个极具挑战性的工作 车身底盘参考法国希姆卡维迪蒂 simcavedetee 车型 发动机参考奔驰190 变速器为三档 自行设计 没有零件 工程师就到本溪钢铁厂的进口的废钢中 找到汽车相关零件进行测绘 由于当时没有场地 他们就在卡车总装配车间用玻璃隔出一块空间 设计处4个昼夜绘出了样车图纸 铸工车间7天浇出了全部铸件 发动机 变速箱3天3夜造了出来 造车身没有模具 硬是靠钣金工们一锤锤地敲打成形 各工种基本上都在几天之内把设计和制造任务完成 1958年5月5日 中国第一辆自己制造的轿车终于在一汽人手中诞生了 从而揭开了我国民族轿车工业的历史篇章 发动机为4缸顶置气门 最大功率52千瓦 百公里耗油10升 最高设计时速128公里 小时 一汽厂长饶斌一锤定了音 就叫东风牌吧 东风压倒西风嘛 取名 东风 是因为当时毛泽东主席对世界形势有个著名论断 东风压倒西风 生产编号为CA 71 CA为生产厂家一汽的代码 7为轿车的编码 1就表示第一辆 东风牌轿车一共制造了30台 由于是第一次制造小汽车 技术不成熟 东风轿车经常发生故障 最终它也没有批量生产 所以今天 多数人并不知道有这么一辆车的存在 但是 东风小轿车为后来人们制造高级汽车提供了宝贵的经验 41 红旗轿车 历史与设计 中国第一辆红旗轿车1958年 东风 轿车试制成功后 圆了中国人的一个梦 但东风毕竟属于普及型的小尺寸轿车 作为中央领导人座车和礼仪用车显然不够气派和档次 强烈的民族情感和爱国热情 令一汽人在 东风 造出不到一个半月 又提出制造高级轿车的计划 欲再突破一个中国人不能造高级轿车的历史纪录 东风车型生产了30辆样车后 东风轿车生产计划取消 一汽投入全部力量生产高级轿车 1958年7月1日 高级轿车项目正式上马 计划一个月内完成 在那个 赶超英美 的 大跃进 年代 一汽人提出了 乘 东风 展 红旗 八一造出高级轿车献给毛主席 的口号 全厂上下总动员 组成干部 技术人员 工人 三结合 的攻关突击队 日夜奋战 在当时十分落后的技术条件下 要在短短的一个月时间内造出高级轿车的样车来 困难之大 可想而知 当时不要说没有完整的设计图纸供参考 手头连可供借鉴的样车都没有 以搞群众运动的方法进行设计与试制 试制时车身无图纸 就以油泥模型来取样板 制造车身钣金覆盖件 零部件试制以百里挑一的办法选择 听说吉林工业大学有一台1955年型克莱斯勒 帝国牌C69高级轿车 便由厂领导出面将车借过来 作为设计参考 蓝本 这台车原是南斯拉夫大使馆的 后来人民日报社购置 因其马力大 车速快 性能好 报社每天清晨去机场送纸型 此后又转给吉林工业大学做教学科研用 有了样车作为 蓝本 设计人员们并不是简单地移植 照搬 而是力求在红旗轿车的造型上体现民族风格 他们从北京地故宫 北海 颐和园等代表中华建筑艺术地杰作中获取灵感 力求将中国民族艺术之魂附到红旗轿车上 车型设计小组先后拿出了六七种不同地造型设计效果图 并进行了公开展示 经过领导 工程技术人员和工人群众的反复评议 最后选定出一种 造型方案选定后 设计小组立即开始制作 油泥模型 仅用了一个星期即告完成 当时国外的油泥模型制作周期为1 3个月 随后 设计人员又着手设计全部的内外装饰件 原效果图上的前脸水箱格栅并不是扇面形状 后根据他人的意见 设计人员受中国传统建筑中如意 寿桃及扇面轮廓做成开口式样的启发 决定选择扇面状的格栅造型 这成了红旗轿车前脸格栅的雏形 车头上方镶有直立重叠 寓意总路线 大跃进 人民公社的三面红旗车标徽 尾灯采用宫灯式造型 仪表板涂福建大漆 车身通体黑色 由于时间紧迫 来不及画车身加工图纸 工人们就直接从油泥模型上取样板 加上结构剖面示意图 就成了制造零部件的全部依据了 没有模具 工人们就靠手工敲 7月20日 白车身完成 吉林省委第一书记吴德在全厂万人集会时 正式给轿车命名为 红旗 发动机与液力传动无级变速器的试制是难度最大的 攻关小分队参照样车 经多次试验 采用百里挑一的土办法 终于试制成功V8顶置气门发动机 由于液力传动无级变速器当时在我国尚属空白 靠 闪电站 难以制造出来 所以其中很大部分零部件是从样车上借用过来的 7月25日开始总装 调试 原定8月1日完工献礼 可那天发车时 变速器出了毛病 怎么也挂不上档 又经过了2个昼夜的紧张检修调试 8月3日下午1时 第一辆红旗牌样车终于驶出了装配车间 沿着厂内中央大道经东风大街驶了一圈 稳稳地停在了共青团花园会场 33天的努力 红旗轿车奇迹般从此诞生了 42 新中国第一辆轿车 凤凰 献礼国庆10周年 旧上海 是世界各国汽车的展览场所 但满街上跑的车 没有一辆是中国造的 不过 客观的需要 使得旧上海汽车修理和零配件的制造业在国内发展较早 形成了一定基础 新中国建国伊始 在苏联的帮助下 国内于 一五 期间 在长春选址奠基建立了一汽 主要生产解放牌卡车 上海作为国家主要的老工业基地 也开始动作起来 1958年 大跃进 时期 由 弄堂小厂 合并组建起来的上海汽车装配厂的干部职工敢想敢干 土法上马 在试制吉普车成功的基础上 仿波兰 华沙牌 和 顺风 牌轿车 试制成功了第一辆轿车 因为当时长春一汽也试制成了一辆 东风 轿车 车头装了一条龙 我们这边就在车头装了一只凤 起名叫 凤凰 1959年1月 该厂在公司 上海汽车拖拉机公司的前身 当时叫市内燃机配件制造公司 支持下又试制出仿苏联 吉姆 牌轿车的第二辆轿车档次稍高的轿车 当时的翼子板和车顶都是工人用榔头敲出来的 工人们敲得胳膊都肿得抬不起来 凤凰 的出世 在中国汽车业界 也可算是一件大事了 不但向市委 市政报喜 还送到北京向党中央 毛主席报喜 周恩来总理坐上车在中南海转了一圈 慰勉大家继续努力试制改进 回来以后大家继续试制改进 1960年投入批量试生产 全年一共生产了12辆凤凰牌轿车 这是上海轿车工业 也是中国轿车工业起步时的实际情况 43 新中国第一辆轿车 凤凰 献礼国庆10周年 以后上海集全市之力 以德国1956年产奔驰220S为试制样板 几经曲折 几经努力 实现了 上海牌 1964年由凤凰牌改名 轿车的定型 到1976年 年产达到2500辆 1980年产量突破5000辆 并形成了一定的技术装备力量 车身能冲压成型了 六缸发动机也试制成功 有了几条自己制造的流水线 这一时期 上海还多次向全局出发 按国家指令 以 包建 或 内迁 的形式 集中人员 设备成龙配套 优先支援国家二汽和 三线 汽车拖拉机行业建设 总人数超过2000人次 那时 轿车