1.3 汽車車身對(duì)制造工藝的需求

汽車車身制造的沖壓工藝、裝焊工藝、涂裝工藝和總裝工藝并稱為四大工藝技術(shù)。

（1）沖壓工藝

目前，在汽車制造工藝中有60%～70%的金屬零部件需通過(guò)沖壓加工成形，沖壓件在汽車上的應(yīng)用非常廣泛。沖壓成形工藝是一種先進(jìn)的金屬加工工藝方法，其是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，在常溫條件下利用模具和沖壓設(shè)備對(duì)板料施加壓力，使板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件（沖壓件）。

板料、模具和沖壓設(shè)備是沖壓生產(chǎn)的三大要素，為了獲得質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的沖壓件，必須提供優(yōu)質(zhì)的板料、先進(jìn)的模具和性能優(yōu)良的沖壓設(shè)備；還應(yīng)該掌握板料的成形性能和變形規(guī)律，設(shè)計(jì)并制造出各種精密的復(fù)雜模具，生產(chǎn)出各種滿足工藝要求的通用和專用沖壓設(shè)備。例如，電動(dòng)汽車車身上的充電插口制造工藝就需要在傳統(tǒng)沖壓工藝和模具上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，目前已有一片式前翼子板、分片式前翼子板的制造工藝，應(yīng)用的斜楔技術(shù)可以在原有翼子板模具上進(jìn)行改型，能夠簡(jiǎn)化工藝過(guò)程、模具設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，減少對(duì)模具的投資并提高生產(chǎn)率。

汽車覆蓋件總成是指覆蓋汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤，構(gòu)成駕駛室和車身的薄鋼板沖壓成形的表面零件（稱外覆蓋件）和內(nèi)部覆蓋件（稱內(nèi)覆蓋件），是汽車車身重要而又相對(duì)獨(dú)立的部件，主要由沖壓工藝加工成形。隨著輕量化技術(shù)成為汽車設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，汽車覆蓋件不僅需要一定的安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性及耐蝕性，還要盡可能地輕量化，具體要求如下：

1）較好的表面質(zhì)量。汽車覆蓋件的表面既要有流線美感，又不能出現(xiàn)波紋、褶皺、凹陷等缺陷，還要滿足表面漆涂裝要求。

2）較精確的尺寸形狀。汽車覆蓋件為復(fù)雜的立體幾何空間曲面形狀，需要有較高的尺寸形狀精度，以便滿足汽車批量制造的統(tǒng)一性，同時(shí)還要滿足流線型機(jī)器人等的裝配需求。

3）具有一定的剛度和強(qiáng)度。汽車覆蓋件既需要一定的強(qiáng)度以抵御外來(lái)力量防止產(chǎn)生變形，又需要有一定的剛度避免受到振動(dòng)后產(chǎn)生噪聲及損壞。

4）合理的工藝性。合理的工藝性是在一定生產(chǎn)條件下，能夠較容易地安排相關(guān)工藝設(shè)計(jì)，包含模具設(shè)計(jì)、沖壓工藝、板材選取等，能夠既經(jīng)濟(jì)安全又穩(wěn)定地獲得高質(zhì)量產(chǎn)品。在滿足需求的前提下，有效降低汽車制造成本。

（2）裝焊工藝

在汽車工業(yè)中，汽車車身裝焊技術(shù)占有重要地位。車身制造與一般的機(jī)械制造不同，車身幾乎全部由沖壓件焊接而成，車身焊接的質(zhì)量將直接影響零部件裝配的穩(wěn)定性及整車的安全性能。

車身焊接常稱為裝焊，是將沖壓零件組裝、焊接成符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的白車身。車身焊裝的過(guò)程為：首先將整個(gè)車身分成總成進(jìn)行裝焊，如底板總成、發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成、左側(cè)和右側(cè)總成、后圍總成、頂蓋總成、左車門和右車門總成、發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成、行李艙蓋總成、左翼子板和右翼子板總成等，然后將這些總成裝焊為白車身。小總成一般在單機(jī)上裝焊，大總成和車身焊裝在流水線上完成。

近些年來(lái)，社會(huì)各界對(duì)能源短缺、節(jié)能減排等問(wèn)題愈發(fā)關(guān)注，現(xiàn)代汽車在功能、結(jié)構(gòu)等方面都在不斷升級(jí)，車身裝焊技術(shù)和相關(guān)工藝正面臨著更大的挑戰(zhàn)。在這一大背景下，除了目前應(yīng)用較多的電阻焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)，許多新型的裝焊技術(shù)、工具應(yīng)運(yùn)而生，如攪拌摩擦焊接、電子束焊接、超聲波金屬焊接、一體式焊接鉗、焊接機(jī)器人等，這些新的發(fā)明和創(chuàng)造無(wú)疑推動(dòng)了汽車車身裝焊技術(shù)的發(fā)展。

除此之外，在裝焊生產(chǎn)過(guò)程中，焊接所需的工時(shí)較少，而大部分加工時(shí)間是用于備料、裝配及其他輔助的工作，極大地影響著焊接的生產(chǎn)速度。為此，必須大力推廣使用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的智能化裝配焊接工藝裝備，例如自動(dòng)焊機(jī)、焊接機(jī)器人等。此外，在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、加速焊接生產(chǎn)機(jī)械化及自動(dòng)化進(jìn)程等方面起著非常重要的作用。

（3）涂裝工藝

作為日常耐用品，汽車外觀要求色澤艷麗且經(jīng)久不變，這不僅是汽車質(zhì)量的一個(gè)標(biāo)志，而且也有裝飾美化的作用，提高了使用效果和商品價(jià)值。汽車涂裝是提高汽車耐蝕性及裝飾性的最有效和最經(jīng)濟(jì)的方法，是汽車車身制造工藝的一個(gè)重要方面。

轎車、客車車身和貨車駕駛室的涂裝不僅要求裝飾性高，還要求有良好的力學(xué)性能和較高的耐蝕性。裝飾性要求包括涂層光亮、平滑、豐滿、美感好等。為了適應(yīng)汽車行駛中的振動(dòng)和應(yīng)變，要求涂層具有一定的硬度、良好的韌性和耐磨性。耐蝕性要求包括外觀銹蝕、穿孔腐蝕、結(jié)構(gòu)損壞腐蝕等出現(xiàn)時(shí)的使用時(shí)間。此外還要求能耐汽油﹑機(jī)油和瀝青等的腐蝕，在這些介質(zhì)中浸泡一定的時(shí)間不產(chǎn)生軟化、變色、失光、溶解或印斑等現(xiàn)象，并要求與清洗劑、肥皂等接觸后不留痕跡等。

同時(shí)，為適應(yīng)汽車車身結(jié)構(gòu)材料輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，高強(qiáng)度鋼、鋁合金車身及復(fù)合材料逐漸被普及應(yīng)用，這使得汽車涂料水性化、高固體分化、粉末化成為主要發(fā)展趨勢(shì)。其中，多材料共線涂裝的低溫涂料成為新能源涂裝的主力軍。水性涂料成為新能源汽車涂裝的一大重要突破，但涂層缺陷問(wèn)題仍是工藝痛點(diǎn)。例如：車輛零部件涂裝過(guò)程中，由于環(huán)境問(wèn)題、使用不當(dāng)或者基材涂裝前處理不當(dāng)?shù)龋壮霈F(xiàn)局部涂裝小缺陷問(wèn)題；新車運(yùn)輸過(guò)程中，難免會(huì)有一些漆膜剮蹭問(wèn)題，這些漆面雖然損傷較小，但影響了美觀；電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中，同樣也需要面對(duì)各種環(huán)境挑戰(zhàn)，日曬、雨淋、石擊等都會(huì)給車身漆膜帶來(lái)威脅。因此，涂層缺陷是一個(gè)亟待解決的重要問(wèn)題。

（4）總裝工藝

汽車總裝工藝在機(jī)械化的流水生產(chǎn)線上完成，主要包括汽車總成部件的配送、裝配、車身的輸送及汽車整車的下線檢測(cè)等內(nèi)容。為了提高汽車整車的裝配效率，通常在汽車總裝線的旁邊設(shè)置若干個(gè)汽車主要總成部件的分裝線，如內(nèi)飾線、車身合裝線、機(jī)械分裝線、動(dòng)力總成分裝線、車門分裝線、車橋分裝線、儀表總成分裝線等。總裝工藝的裝配特點(diǎn)如下：

1）零件種類多、數(shù)量大（約1萬(wàn)左右）。

2）車輛總裝工作量占全部制造工作量的20%～25%，作業(yè)內(nèi)容除發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、車身、懸架、車輪、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系、空調(diào)系之外，還有大量?jī)?nèi)外飾件、線束、軟硬管、玻璃、各類油液加注等。

3）根據(jù)轎車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大多數(shù)為承載式車身，其裝配特點(diǎn)是以車身為裝配基礎(chǔ)件，所有總成零件都依附在車身上。

電動(dòng)汽車在整車車身的制造上，與傳統(tǒng)汽車的車身差別不大，通常還是需要沖壓、焊裝及涂裝等工藝及相應(yīng)的設(shè)備和輸送裝置。由于電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)變化，電動(dòng)汽車裝配線的工藝變化最為突出，主要為一些新增的電驅(qū)動(dòng)部件和高壓部件的裝配導(dǎo)致工藝上的變化。與傳統(tǒng)汽車相比，在電動(dòng)汽車中，電機(jī)系統(tǒng)涉及電機(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)械減速及傳動(dòng)裝置等部件的制造，以及電池模組和電池包的裝配工藝。在總裝配工藝流程中主要的變化是需相應(yīng)地安排電池、電機(jī)、電控裝置及高壓線束等新增零部件的裝配以及電動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等電驅(qū)動(dòng)的其他汽車零部件的裝配工序和相應(yīng)的工裝。在整車檢測(cè)上，電動(dòng)汽車新增了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及高壓電系統(tǒng)的檢測(cè)等，加強(qiáng)了電性能和電安全性的檢測(cè)。

總裝工藝是汽車生產(chǎn)過(guò)程中最終成品組裝的環(huán)節(jié)，其工藝流程需要較高的技術(shù)、技能和經(jīng)驗(yàn)，這一過(guò)程需要所有汽車制造商嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和流程。只有這樣，才能確保生產(chǎn)的汽車具有高質(zhì)量，保證汽車制造商與消費(fèi)者之間的有效交流，確保汽車的安全性能和高質(zhì)量的體驗(yàn)感。

本書主要對(duì)車身用材料、沖壓工藝、裝焊工藝和涂裝工藝展開(kāi)介紹。