第三節 車身制造工藝

車身生產一般批量很大，白車身幾乎全部都是由大大小小的沖壓件經裝焊而成。因此，車身的制造過程可概括為卷料開卷、板料沖壓、裝配焊接、檢測調整、涂裝裝飾等程序，車身制造的主要工藝過程包括車身沖壓、車身裝焊、車身涂裝。

一、車身沖壓工藝

車身沖壓件主要是指車身的內、外覆蓋件，如駕駛室頂蓋、發動機艙蓋、車門、擋泥板等。這些沖壓件是由薄鋼板在雙軸向拉伸應力的作用下產生變形而成為曲面覆蓋件的。覆蓋件的特征是具有形狀復雜的空間曲面，要求表面光潔、剛性好和美觀。這些要求是通過加工過程中工件產生足夠的塑性變形并與模型相吻合而達到的。生產車身沖壓件的工藝方法很多，簡要介紹如下。

1.雙動壓力機拉深成形

用雙動壓力機拉深成形生產的轎車車身沖壓件的件數、工序數和壓力機的規格見表1-1。表中序號3和序號4中所列的沖壓件，正在向連續自動沖壓和多工序連續加工的方向發展。

這種工藝方法的主要內容是：在拉深開始之前，裝夾于壓力機外滑塊上的壓邊圈先將薄鋼板毛坯四周壓緊在凹模上，安裝在內滑塊上的模具，再將鋼板毛坯引入凹模內完成拉深成形。拉深之后，再經單動壓力機上的配套沖模順序進行修邊、翻邊、沖孔等工序，最后成為完整的合格產品。這種工藝方法歷史悠久，技術完備，能成形各種形狀復雜的車身覆蓋件，因此被廣泛采用。

2.張拉成形

張拉成形的內容是：先使薄鋼板產生彈性極限范圍內的單向張拉應力，以利于在以后壓制成形時鋼板各部分均能處于塑性變形狀態，從而達到成形穩定、提高沖制精度的目的。其成形過程如圖1-22所示。

如圖1-22a所示，將毛坯置于夾持座內并夾緊，以預定的載荷進行單向拉深，載荷值由夾持座的位移控制。如圖1-22b所示，毛坯夾持座下移，將毛坯壓蓋在下模上，其下移量由工作要求確定。如圖1-22c所示，上模下落，與下模閉合，毛坯成形。成形過程中，毛坯夾持座在液壓作用下使毛坯保持張力，而液壓的“軟”支撐作用，可以防止沖壓件產生起皺或沖裂現象。上模到達下止點時，液壓作用降為零，致使張力消失，以防止沖壓件破裂和變形。如圖1-22d所示，上模回升。如圖1-22e所示，毛坯夾持座隨之升起，沖壓件脫模。然后毛坯夾持座松開，取出沖壓件。上述張拉成形的全過程均可實現機械化。這種工藝方法可用于生產公交車和廂式汽車車身前后圍下部及各種彎角門柱等。

3.擴脹成形

擴脹成形是由四個車身沖壓件組合成盒形的薄板沖壓件的成形工藝。盒形的毛坯通過心部的內沖頭組向外圍的外沖模組做徑向擴脹，使盒形毛坯處于張拉狀態，然后外沖模組從四周朝內沖頭組做徑向移動，與內沖頭組閉合，毛坯即成為四個沖壓件。擴脹成形的工藝過程如圖1-23所示。圖1-23a所示為通過切斷、卷圓、焊接和擴脹等工藝程序，制成盒形毛坯；圖1-23b所示為把毛坯套入擴脹成形機內的內沖頭組上，依次擴脹成形；圖1-23c所示為成形好的毛坯；圖1-23d所示為將成形好的毛坯送入切開機上切成四件。

用這種工藝方法生產轎車的車門，生產過程可以高度機械化。它可以一次生產一輛轎車的四種車門，也可以一次生產四個同一類型的車門，還可以用來壓制發動機艙蓋、翼子板、地板、前圍、儀表板、頂蓋、行李艙蓋和油箱等半殼形零件。

此外，超聲波振動沖壓、爆炸成形、液電成形、電磁成形等工藝方法在車身制造中也得到應用。

沖壓廠是車身廠的重要組成部分，下面簡要介紹車身沖壓廠。

（1）車身沖壓廠的組成 車身沖壓廠一般由以下8個部分組成：①薄鋼板卷料倉庫；②卷料開卷落料生產線；③成垛落料毛坯的儲存和輸送系統；④沖壓生產線；⑤沖壓件儲存和輸送系統；⑥沖壓廢料的輸送、分理、打包和儲存系統；⑦模具的安裝、調整、儲存和維修系統；⑧設備和機械裝置的維修和易損備件的更換系統。

（2）車間的平面布置 圖1-24所示為車身沖壓車間的典型平面布置圖，圖中說明了沖壓生產過程中組成部分所處的合理位置。

近年來，由于汽車工業迅速地發展而新建的大型車身沖壓車間的組成，大體上與圖1-24所示的相同，但其廠房結構和平面布置又不完全一樣，概括起來有以下3個特點：

1）利用壓力機的帶形基礎，建成二層樓的沖壓車間，帶形基礎的鋼梁上（即車間樓上）為壓力機生產線，屬于沖壓生產系統，在帶形基礎的地溝內設廢料處理系統，車間樓下為鋼板卷料儲存倉庫。

2）鋼板卷料通過專用鐵道從樓上進入沖壓車間，沖壓廢料通過另一條專用鐵道從樓下送出沖壓車間。

3）零件先裝入集裝箱，用叉車送往高架倉庫，然后再分送至各裝配生產線。

二、車身裝焊工藝

裝配焊接是車身制造中最重要的環節之一，它直接影響車身質量、生產率和經濟性。提高裝配精度和焊接質量是車身制造的核心工作。

焊接是一種不可拆卸的連接方法，在車身制造中獲得了極為廣泛的應用。表1-2列出了現代汽車生產中采用的焊接方法及其典型應用實例。在這些焊接方法中，由于電阻焊具有快速高效、變形小、輔助材料消耗少、易于掌握、易于實現機械化和自動化，以及污染小等優點，而且對于低碳鋼制成的薄板車身零部件特別適用，所以在車身裝焊中，得到了廣泛應用。據統計，在轎車車身裝焊中，電阻焊占比最大，其次為二氧化碳氣體保護焊，其他焊接方法，如錫焊、氣焊、高頻釬焊等的占比很小。因此，電阻焊特別是電阻點焊在汽車工業中應用和發展很快。但是為了適應汽車工業發展的需要，現在還需不斷地對焊接新技術、新工藝進行深入廣泛的研究，以提高焊接質量和機械化、自動化水平，繼續擴大電阻焊的應用范圍，大力發展機器人點焊和二氧化碳氣體保護的半自動和全自動焊，同時還應加強對激光焊、電子束焊、微弧等離子焊、摩擦焊等特種焊接方法在裝焊中的應用研究。

三、車身涂裝工藝

車身的表面涂裝，不僅起著防腐蝕、防氧化、提高使用壽命的作用，而且是美化車身的主要工藝手段。

涂層美觀是汽車產品的性能指標之一，除造型外，涂層質量（外觀、光澤、顏色等）的優劣，給人以直觀的感覺，甚至直接影響汽車的銷售。因此，在車身制造中，涂裝工藝占有重要的地位。

車身涂裝屬于多層涂裝，由于各種汽車使用條件和環境不同，車身的涂裝工藝也各不相同，但概括起來可分為以下三個基本體系：

1）第一涂裝體系：涂三層烘三次體系，即底漆涂層—中間涂層—面漆涂層，三層分別烘干。

2）第二涂裝體系：涂三層烘兩次體系，涂層次數同上，但底漆涂層不烘干，涂中間涂層后一起烘干，因而烘干次數由三次減為兩次。

3）第三涂裝體系：涂兩層烘兩次體系，即底漆涂層—面漆涂層，兩層分別烘干，無中間涂層。

選用原則：外觀裝飾要求高的轎車車身、旅行車和大型客車車身采用第一、第二涂裝體系；輕型及部分中型載貨汽車的駕駛室及覆蓋件，一般采用第二、第三涂裝體系；中重型載貨汽車車身一般采用第三涂裝體系。

采用第一涂裝體系時，其工藝流程為：脫脂清洗→磷化→干燥→涂底漆→烘干→打磨→干燥→涂中間層→烘干→打磨→干燥→涂面漆→烘干。

采用第二涂裝體系時，其工藝流程為：脫脂清洗→磷化→干燥→涂底漆→打磨→干燥→涂中間層→烘干→打磨→干燥→涂面漆→烘干。

采用第三涂裝體系則無中間涂層及其烘干、打磨和干燥等工序。