汽车车身制造技术 课件 项目一 车身结构与材料

项目一：车身结构与材料知识点：汽车研发流程概述任务一：车身结构认知与材料主讲人：XX汽车车身制造技术概述汽车是怎样制造出来的呢？汽车研发的五大阶段汽车制造的四大工艺汽车车身制造--（1）市场调研阶段

汽车车身制造--（2）概念设计阶段1、总体布置；2、造型设计

汽车车身制造--（2）概念设计阶段造型设计——手绘草图汽车车身制造--（2）概念设计阶段制做油泥模型（1:5）

汽车车身制造--（2）概念设计阶段制做油泥模型（1:1）

汽车车身制造--（3）工程设计阶段①总布置设计

汽车车身制造--（3）工程设计阶段②车身造型数据

汽车车身制造--（3）工程设计阶段③动力系统工程设计④白车身工程设计⑤底盘工程设计⑥内外饰工程设计⑦电器工程设计……

汽车车身制造--（4）样车试制阶段

经过以上开发，期待已久的第一台样车终于做出来啦！但是，这样的车还不能上路哦！还要经过很多试验。样车试验包括：性能试验可靠性试验

汽车车身制造--（4）样车试制阶段风洞试验

汽车车身制造--（4）样车试制阶段试验场试验

汽车车身制造--（4）样车试制阶段道路测试碰撞试验汽车车身制造-（5）量产阶段汽车制造的四大工艺钢板模具冲压冲压件夹具焊装白车身焊接总成分总成涂装油漆车身总装整车入库底盘件车身附件电器件汽车车身制造技术概述

冲压是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件（冲压件）。汽车车身制造技术概述

焊接是通过加热或者加压，或者两者并用；加或不加填充材料；使两分离的金属表面达到原子间的结合，形成永久性连接的一种工艺方法。汽车车身制造技术概述

涂装涂装是将涂料涂覆于经过处理的基底表面上，经干燥成膜的一种表面处理工艺汽车作为现代化交通运输工具之一，其外观的色泽鲜丽经久不变，是汽车外观质量的一个标志，也起着装饰美化的作用，这主要靠涂漆来实现。汽车车身制造技术概述总装汽车的总装配是整个汽车制造过程的最后阶段，汽车整车的质量最终是由总装配来保证，汽车总装是依靠总装线来完成装配。总装线是指在流通加工系统中，产品缓慢移动，新的品项加入组装过程，完成汽车组装系列的设备。课后思考课后思考１.一辆新车，从研发到第一台车下线，需要多长的周期？２.为什么需要这么长时间？3.国产汽车在造型和结构上还有哪些不足？4.为什么要进行车身轻量化设计？THANKS项目一：车身结构与材料知识点：车身结构任务一：车身结构认知与材料主讲人：XXCONTENTS目录你对汽车车身了解多少？车身本体车身外装件010203车身内装件04车身电气附件05接受工作任务行动提示：工作任务：一辆野马汽车，能准确的分块，能准确指出车身各结构的名称接受任务，填写任务卡签订安全责任表接受工作任务PART1你对汽车车身了解多少？你对汽车车身了解多少？1、一辆新车，从研发到第一台车下线，需要多长的周期？2、正向设计？逆向设计？3、国产汽车的研发技术如何？你对汽车车身了解多少？底盘车身电器设备发动机汽车的总体构造你对汽车车身了解多少？

１、制造成本较高，经济效益较好车身制造成本约占整车成本的50％，除具有使用价值外，车身还具有艺术价值。造型美观的车身能使整车总价值提高10％～40％，车身的经济效益远远高于其他总成。

２、车身设计涉及多门类学科专业知识

涉及流体力学、材料学、机械原理、人体工程学、艺术造型、美学知识等。

３、车身制造工艺复杂多样车身的制造工艺有冲压、焊装、涂装和总装。

４、车身质量较大乘用车车身的质量约占整车的30％～40％，商用车车身的质量约占整车的16％～30％。

５、发展迅速车身工程相对底盘、发动机发展较晚，但已成为发展最迅速的分支。你对汽车车身了解多少？

汽车车身是汽车的一个重要组成部分，它是具有特定形状的车载结构；它保证人和部分生活资料的运输功能，为乘员提供一个舒适的局部环境和一定的保护措施。汽车车身由车身本体、车身外装件、内装件和车身电气附件等四部分组成。PART2车身本体车身本体未涂漆的车身本体称为白车身，白车身由车身骨架和覆盖件总成两部分组成。车身本体车身骨架是汽车承载的主体，它由梁、支柱、加强板等车身结构件组合框架结构，使车身形成一整体式壳体结构，具有一定的强度和合适的刚度，起主体承载作用。车身骨架车身本体车身骨架

轿车车身骨架见图，由发动机舱总成、空气盒总成、顶盖、地板总成、侧围总成、行李箱隔板、后围等总成组成。六立柱、两圈梁结构，有效提高车身刚度。

汽车车身的国内外标准差异？例如后防撞梁的法规标准？车身本体车身本体车身覆盖件车身覆盖件是指覆盖车身骨架结构的表面板件，包括车门、发动机罩、前翼子板、行李箱盖板、顶棚等。车身覆盖件是覆盖安装在车身本体上，使车身形成完整封闭体，并满足车室内乘员乘坐的要求。同时，通过覆盖件来体现汽车的外形并增强汽车车身的强度和刚度。车身本体车身覆盖件车身外覆盖件——五门、两盖、侧围车身本体车身覆盖件——侧围侧围总成连接前车身和车顶板形成乘坐室，在行驶中这些板件把从车底部传来的负载分布到汽车的上部部件，并阻止车身向左、右侧弯曲，起到整体式车身承受载荷的功能。侧围总成构件也是车门的门框，能在汽车翻倒时，保持乘坐室的完整性。

侧围总成由于开了车门其强度被削弱,因而要用内部和外部构件加强板来加强，形成一个强度较好的厢形结构。车身本体车身覆盖件——车门车门本体的骨架部分包括内板、外板、窗框和加强板等。车门外板一般用薄钢板冲压而成，其形状取决于车身侧围的造型和门框的尺寸，一般为空间曲面。内板和外板一般采用焊接并通过四周的咬合，形成封闭的箱体，内装门锁和玻璃升降装置等。车身本体车身覆盖件——车门由于车门附件大都装在内板上，所以对强度和刚度的要求较高，重要位置处还焊上加强板，以提高强度和刚度。

窗框为了满足玻璃升降及密封的要求，其断面如图所示。密封条嵌在框架的外槽里，窗框内护板、玻璃导槽及装饰条等连接在一起，既能保证玻璃的上、下升降，又能很好地密封。车身本体车身覆盖件——发动机舱盖发动机舱盖包含了外板、内板和加强梁，并在内板和外板的四周施加摺边。为了确保发动机舱盖铰链和发动机舱盖锁支架的刚性和强度，应将加强梁点焊于内板上。此外，将密封胶涂抹于内板和外板的间隙当中，可以确保外板有足够的张力。隔音棉：外层为铝铂材料,中间为海绵层,底层为牛皮纸。特点是轻、防水、防火、防霉变、吸音效果好。车身本体车身覆盖件——行李舱门行李厢门的构造类似于发动机舱盖，包含了外板、内板和加强梁，并于内板和外板的四周施加摺边（卷边工艺），而加强梁和支座由点焊焊接于行李厢盖铰链和支座区域。此外，要将密封胶涂抹于内板和外板的间隙当中，以确保外板有足够的张力。车身本体车身覆盖件——顶盖

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。前横梁与左右前风窗支柱（即侧围总成中的前支柱的上段）内板点焊，后横梁与左右后风窗支柱的内板点焊，顶盖两侧通过侧梁与左、右侧支柱焊接。这样就形成了乘客区的整体受力框架。车身本体车身覆盖件——顶盖

当汽车翻转时起保护乘员安全的作用。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。

汽车顶盖为整体式冲压板件，汽车顶盖后部与后风窗框一次冲压成形,两侧表面有压盘式凹槽。这样，使表面既平滑又提高了纵向抗弯刚度。-国内汽车车身覆盖件真的很薄吗？不安全吗？-车身安全不由覆盖件薄厚度决定。车身本体PART3车身外装件车身外装件

车身外装件是指车身外部起保护或装饰作用的一些部件，以及具有某种功能的车身外附件。

主要外装件有：前后保险杠、各种车身外部装饰条、密封条、车外后视镜、散热器罩、天窗及附件、车门附件以及空气动力附加装置等。车身外装件

前、后保险杠的作用一是当汽车发生纵向碰撞时起一定的保护作用，减轻汽车的破坏程度；二是起装饰作用。因此，汽车前、后保险杠的外部造型应与汽车的整体造型协调一致。

密封条除了起密封作用外，其外露部分的形状与颜色应与整车相匹配，起装饰作用。PART4车身内装件车身内装件

车身内装件是指车内对人体起保护作用的或起内装饰作用的部件，以及具有某种功能的车内附件。主要内装件有：仪表板，座椅及安全带、安全垫、安全气囊等，遮阳板，车内后视镜，车门内板、地板及汽车内饰等。PART5车身电气附件车身电气附件

车身电气附件指除用于发动机和汽车底盘以外的所有电气及电子装置，如各种仪表及开关，前照灯、尾灯、指示灯、雾灯、照明灯等，音响及收视装置及设备，空调装置，刮水器，洗涤器，除霜装置等。任务实施行动提示：工作任务：请你将车身结构的名称写到便利贴上，准确的粘贴到野马汽车相应的结构上展示结果并分析任务实施评价与总结评价与总结1.你能独立正确完成车身结构的认识吗？2.车身骨架与车身强度的关系？3.车身覆盖件在车身中的作用？THANKS项目一：车身结构与材料知识点：车身结构的分类任务一：车身结构认知与材料主讲人：XX接受工作任务行动提示：对于索拉塔车身，应怎样进行合理的分块？车身结构由哪几大部分组成？各零部件有什么作用？从车身结构设计方面怎样提高车身碰撞刚度？对于完成该项任务，我们还缺乏哪些知识和能力？接受工作任务PART1按车身材料分类按材料分类的车身结构

随着材料科学发展，除传统的钢制车身外，出现了许多轻金属材料及塑料、钢塑材料等制成的车身。按车身材料分类，常见的有铝合金车身、镁合金车身、塑料车身、合成材料车身等。按材料分类的车身结构宝马Z8、法拉利360Modena/Spider、本田NSX、劳斯莱斯幻影

镁合金车身

——超跑捷豹的XJ和XK车型

铝合金车身PART2按车身承载形式分类按车身承载形式分类

轿车车身主要有承载式车身和非承载式车身。

非承载式车身由车架与车身组成，车架与车身由螺栓连接，两者之间有橡胶垫。车身内部的载荷作用在车架上,车身本身不受力，主要起“罩子”的作用。车架是非承载式车身的一个重要部件。按车身承载形式分类

车架是架装在汽车前、后轴上的梁式结构。车架是汽车各总成的安装基体，它将发动机、底盘和车身等总成连成一个整体，即将各总成组成为一辆完整的汽车。车架承受着各个方向的力和力矩，因此必须具有足够的强度、刚性和韧性。车架是单独制造的，制造工艺比车身简单。卡车车身和早期轿车均采用非承载式车身结构。按车身承载形式分类（1）非承载式车身的优点:减振性好。车架可较好地吸收或缓和来自路面的冲击，减轻振动，提高乘坐舒适性。工艺简单。底盘和车身可分开装配后再总装在一起，可简化装配工艺，便于组织专业化生产线。易于改型。车架为整车的装配基础，易于改变车型和改装成其他车辆。安全性好。车架可对车身和乘员起到一定的保护作用。（2）非承载式车身的主要缺点:质量大。承载面高。成本较高。车架成型需大型、昂贵而复杂的制造设备。按车身承载形式分类

承载式车身由于没有车架，来自传动系统和悬架的振动和噪声将直接传递给车身，而车厢本身又是易形成空腔共鸣的共振箱，因此降低了乘坐舒适性。

为此，必须采用大量的隔振材料，从而增加成本。

另外改型较困难，抗扭性较差，不适宜小批量生产。按车身承载形式分类

从总体看，轿车车身前、后门的前、后柱及门中立柱组成六立柱结构，顶棚圈梁和底板圈梁组成二圈梁结构。这种六立柱、二圈梁结构，有效提高了车身的刚度。按车身承载形式分类

现代轿车承载式车身壳体前部都有副车架。在副车架上安装发动机、传动系统、前悬架和前轮，组合成便于装配和维修的整体。副车架与承载式车身前部的下方用弹簧橡胶垫连接，以隔离振动和冲击，提高车身的舒适性。按车身承载形式分类车身主要板件有：前挡泥板、前地板、后地板、前围板、顶盖、后轮罩、后翼板等。PART3按车身壳体强度分类按车身壳体强度分类

整个车身壳体按强度等级分为三段，图中A、B、C分别代表车身前部、中部及后部。车身设计时，使乘客室尽可能具有最大的刚度，而相对于乘客室的前、后室则应具有较大的韧性。按车身壳体强度分类前车身

前车身包括：发动机罩、前翼板、散热器上支架、散热器侧支架、前横梁、前纵梁、前挡泥板和用薄钢板冲压的前围板；

高强度结构的车身前段还包括：加强纵梁和能支撑发动机变速传动机构和悬架的发动机安装座，采用轻型简单结构的塑料保险杠。前车身--翼子板由于翼子板外形较复杂，设计时应仔细考虑其分块与工艺性、外观的关系。前车身--前隔板索引说明1前隔板横梁2前隔板下部部件3前隔板外侧支架4外部连接件5变速箱传动轴盖板的连接板6前隔板中部支架7弹簧支座的支柱固定座8V形支柱9总成空间隔板10总成空间隔板的加强件前车身--前纵梁

前纵梁是前车身的主要强度件，直接焊接在车身下部。其上再焊接轮罩（有的前轮罩与前纵梁为一体式）等构件。中车身

发动机前置前轮驱动和发动机前置后轮驱动的汽车的中部车身基本是相同的，由地板、地板纵梁、加强梁、地板横梁组成。主车底板侧梁使用高强度钢板，位于乘客舱两侧下端，又称为车门槛板内板，如图所示。中车身--立柱/门槛板/地板

立柱、门槛板是构成车身侧框架的钣金结构件，是车身非常重要的支撑件。如轿车、吉普车等车型的侧框架一般由前、中、后门框及门槛、门楣等构成一个框架结构，用来固定车门、支撑顶篷、固附车身蒙皮等。中车身--车顶

车顶是指车身车厢顶部的盖板，其上可能装备有天窗、换气窗或天线等，车顶主要由车顶板、车顶内衬、横梁（可能有前横梁、后横梁、加强肋等组成），有的车型还有车顶行李架。后车身

后车身由后门板、下后板、后侧板、后轮罩外板、后轮罩内板、后地板和地板纵梁构。

由于发动机动力传动系统安装在汽车的前部，油箱安装在中央地板下面，使得后地板纵梁比后轮驱动汽车的低。后车身--燃油箱

燃油箱放置于后座下方，当发生后方撞击事故时，大部分的撞击力由后行李厢空间吸收。后车身

后车底板侧梁的后段设置有防碰撞结构，以提高吸收撞击能量，如图所示。后车底板侧梁的后部和后车底板侧梁是分开的，以方便车身维修时的更换，后地板纵梁的较低部分与独立的后悬架臂连接，以改进转向操纵性能和驱动的稳定性。后车身

轿车后车身是用于放置物品的部分，可以说是中间车身侧体的延长部分。三厢式车的乘客室与行李箱是分开的；而两厢车的行李箱则与乘客室合二为一。后车身

轿车的行李箱盖主要由行李箱盖板、行李箱盖衬板、行李箱铰链、行李箱支撑、行李箱密封条、锁总成等零件组成，部分轿车的行李箱盖还带有扰流板、车型品牌标识等。后车身

后保险杠主要包括保险杠外皮、保险杠杠体、保险杠加强件、保险杠固定支架以及保险杠装饰条。后车身

车身底部零部件：任务实施行动提示：工作任务：请你标明车身各部件的名称。展示结果并分析任务实施评价与总结评价与总结1.你能独立正确完成车身结构的认识吗？2.车身骨架与车身强度的关系？3.车身覆盖件在车身中的作用？THANKS项目一：车身结构与材料知识点：车身材料任务一：车身结构认知与材料主讲人：XX

为冲压件选材

某车身内板加强件在试压时发生开裂、回弹大，排除模具、压力机等原因，经过鉴定是材料原因导致这一故障，需要重新对该冲压件进行选材。接受任务填写任务卡接受工作任务

为冲压件选材任务分析行动提示：1.零件选材的方法和步骤是什么？

2.零件选材的原则是什么？3.对于完成该项任务，我们还缺乏哪些知识和能力？

下面：我们从资讯开始，了解汽车车身内板加强件选材的步骤以及注意事项

车身零件失效分析1、零件破坏，不能继续工作；2、虽能继续工作，但不能保证安全；3、虽能安全工作，但不能保证机器的精度或起到予定作用。机械零件丧失正常的工作能力称为失效。失效的概念：汽车车身材料汽车车身材料简介

车身是汽车的重要组成部分，由它构成了成员的乘座空间和乘座环境，其外表展示了整车的造型艺术和整车的特征，车身用材料种类较多。

车身材料既要满足车身设计、制造、装配、维护方面的要求；还要满足使用、安全等方面的要求，即满足强度、刚度、耐腐蚀、拉延性以及可焊接，易加工成型等方面的要求。

为某冲压件内板选材一、车身冲压件的工作条件1、车身冲压件是薄钢板件，容易变形；2、车身壳体对焊接要求高，承受焊接等热变形；3、车身壳体承受来自不同方向的碰撞等冲击，应满足碰撞刚度要求。高冲击变刚度材料薄易变形车身冲压件常见的失效形式起皱开裂

车身冲压件常见的失效形式——开裂开裂原因：是由于局部拉应力过大造成的，由于局部拉应力过大导致局部大的胀形变形而开裂。位置：开裂主要发生在圆角部位，开裂部位的厚度变薄很大，如凸模与坯料的接触面积过小、拉深阻力过大等都有可能导致材料局部胀形变形过大而开裂。防裂措施：为了防止开裂，应从覆盖件的结构、成形工艺以及模具设计多方面采取相应的措施。

车身冲压件常见的失效形式——起皱起皱原因：覆盖件的拉深过程中，当板料与凸模刚开始接触，板面内就会产生压应力，随着拉深的进行，当压应力超过允许值时，板料就会失稳起皱；

防皱措施：增加工艺补充材料或设置拉深筋。

为某冲压件内板选材三、冲压件的性能要求1、冲压所用的材料应能满足产品的技术要求；2、冲压所用的材料应能满足冲压工艺的要求；3、冲压所用的材料应能满足冲压后续工序的要求

。汽车车身材料汽车车身零件一般由钢板冲压而成，根据强度和刚度需要设计成不同形状的断面。大量采用加强筋或加强件。不同的部位采用不同厚度的钢板。汽车车身材料高强度钢的强化机理1.固溶强化2.析出强化3.组织强化4.细晶强化汽车车身材料——高强度钢高强度钢优点能够减轻汽车质量车身质量15%一20%，节油8%一15%。不仅强度高，可以抵御高速碰撞的冲击变形，而且具有很好吸能性，因此在提高安全性方面起着非常重要的作用。高强度钢发展趋势据世界钢铁协会的研究数据显示，平均每车的AHSS使用量约在68kg左右，目前已经达到200kg左右。大量采用高强度钢不仅可以使车辆的耐撞性及乘员安全性大幅提升，而且整车的质量也可以显著减轻，从而减少油耗及尾气排放。汽车车身材料——高强度钢汽车钢材强度级别分类高强度钢板（HSS），屈服强度180MPa~300MPa先进高强度钢板（AHSS），屈服强度300MPa~600MPa超高强度钢板（UHSS），屈服强度600MPa~汽车车身材料车身用高强度钢板介绍高强度钢板：是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达550N/mm2，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。IF（高强度无间隙原子）钢板：晶格无间隙，铁素体的中间晶格内无碳原子和氮原子，碳和氮的含量极低。成型能力高，可焊性好。主要用于轿车外板、车门等形状复杂的冲压件。汽车车身材料车身用高强度钢板介绍烘烤硬化冷轧（BH）钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一；冷轧双相（DP）钢板：具有屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进一步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；高张力钢：具有550ＭＰａ以上的屈服强度和620ＭＰａ以上的抗拉强度，具有优异的韧性、高速延性断裂停止特性及焊接性。汽车车身材料车身新材料铝合金：与汽车钢板相比，铝合金具有密度小（2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点，技术成熟。德国大众公司的新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料车身减轻了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从50个减至29个，车身框架完全闭合。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%，还比同类车型的钢制车身车重减少50%。汽车车身材料车身新材料炭纤维：英文全称为CarbonFiber，可以简称为CF，是一种含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。也就是说，碳纤维的主要元素是碳。它由片状石墨微晶等有机纤维，沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。重量轻强度高碳纤维的密度小，比强度和比模量高汽车车身材料