车身设计介绍课件

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,7/16/2018,#,车身设计介绍,车身设计介绍,课程提纲,一,乘用车类别,二,白车身结构,三,白车身材料,四,白车身性能,五,汽车生产工艺,课程提纲一乘用车类别二白车身结构三白车身材料四白车身性能五汽,2,一、乘用车类别,1.Sedan,最,常见的四门三厢车,（轿车）,。,2.Coupe,两门运动型三厢轿车,。,3.Hatchback,揭背式。通常就是两厢车,4.Wagon,旅行车。,一、乘用车类别 1.Sedan,3,一、乘用车类别,5.MPV(multi-purpose vehicle),：,多功能用途车。,6.SUV,：,Sport Utility Vehicle,运动型多功能车,。,7.Pick-up truck:,皮卡,8.Convertible:,可折叠顶棚的敞篷车。,9.Roadster:,跑车,一、乘用车类别5.MPV(multi-purpose veh,4,一、乘用车类别,大众只有一款车叫高尔夫,加个屁股速腾就是，缩短点就是,POLO,，拍扁就是尚酷，揉圆了就是甲壳虫，拉长就是帕萨特，改个名就叫迈腾，减掉一个后座就是,CC,，再拉长就叫辉腾，拍成方的就是途安，加多三个后座就是夏朗，加高底盘就是途观，再撑大点就是途锐,一、乘用车类别 大众只有一款车叫高尔夫加,5,课程提纲,一,乘用车类别,二,白车身结构,三,白车身材料,四,白车身性能,五,汽车生产工艺,课程提纲一乘用车类别二白车身结构三白车身材料四白车身性能五汽,6,二、白车身结构,2.1,白车身,(Body in white),：即完成安装但未喷漆的车身。白车身包括叶子板、引擎盖、车门、行李箱盖或尾门等装配件。,按承载形式不同，可将车身分为承载式、非承载式和半承载式三大类。,二、白车身结构2.1白车身(Body in white)：,7,二、白车身结构,2.1,白车身的功能：,1,）为驾乘者提供与外界隔离的舒适空间。,2,）为动力、底盘、电装及内外装部品提供安装平台。,3,）在碰撞中为驾乘者提供足够的强度刚度，提升安全性。,4,）,对驾乘人员及行李的承载能力,5,）实现美观的造型需求。,二、白车身结构2.1白车身的功能：,8,二、白车身结构,2.2,车身结构分类,按受力情况可分为非承载式和承载式两种，部分承载为半承载式。,适用对象：,大部分轿车,城市,SUV,部分客车,适用对象：,货车,越野车,高级轿车,客车,二、白车身结构2.2 车身结构分类 适用对象：适用对象：,9,二、白车身结构,2.2 .1,非承载式车身,搭载非承载式白车身的车型一般都具有连通前后悬架并且独立于车身的大型车架。,悬挂系统、动力总成及部分附属系统均搭载于独立的大型车架上。,2.2 .2,半承载式车身,结构与非承载式车身基本相同，也有独立车架。他们之间的区别在于：车身和车架的连接不是柔性连接而是刚性连接。,二、白车身结构2.2 .1 非承载式车身,10,二、白车身结构,2.2 .3,承载式车身,承载式白车身自身具有完整的横梁、纵梁结构，并且通过焊接形成整体。,悬挂系统、动力总成及附属系统均直接安装于白车身结构上。,目前，新能源乘用车也基本都基于承载式车身平台进行设计。,二、白车身结构2.2 .3 承载式车身,11,2.3,承载式,车身组成,1,）白车身,骨架总成,2,）引擎盖,总成,3,）左叶子,板,4,）右叶子,板,5,）左,前门总成,6,）右,前门总成,7,）左中门,总成,8,）右中门,总成,9,）尾门,总成,10,）加油,口盖总成,8,6,4,1,2,3,5,7,9,10,二、白车身结构,2.3 承载式车身组成1）白车身骨架总成8641235791,12,2.3.1,白车身,骨架组成,：,下车身总成（,Under body assy,）、,侧围,总成（,Side structure assy,）、顶棚总成（,Roof assy,）,车身性能的决定因素,车身,的主要承载,部件,2.3.1,.1,下车身总成（,Under body assy,）,二、白车身结构,2.3.1 白车身骨架组成：车身性能的决定因素2.3.1 .,13,车身密封的决定因素,车身上下承接的主要部件,车身外观的特征性部件,2.3.1,.2,侧围总成（,Side structure assy,）,2.3.1,.3,顶棚总成（,Roof assy,）,二、白车身结构,车身密封的决定因素2.3.1 .2侧围总成（Side str,14,一,乘用车类别,二,白车身结构,三,白车身材料,四,白车身性能,五,汽车生产工艺,一乘用车类别二白车身结构三白车身材料四白车身性能五汽车生产工,15,三、白车身材料,3.1,传统的制造白车身的材料主要是钢板（钢卷）。,通过开卷落料、冲压成型，生产车身各部分零件。,钢卷,开卷落料,冲压成型,三、白车身材料3.1 传统的制造白车身的材料主要是钢板（钢卷,16,三、白车身材料,3.1.1,钢,的分类方法多种多样，其主要方法有,如下几种：,按,化学成份,分类,(,1),碳素钢：,a.,低碳钢（,C0.25%,）；,b.,中碳钢（,C0.250.60%,）；,c.,高碳钢（,C0.60%,）。,(,2),合金钢：,a.,低合金钢（合金元素总含量,5%,）；,b.,中合金钢（合金元素总,含,510,%,）,；,c,.,高合金钢（合金元素总含量,10%,）。,按,制造方法,分类,(1),热轧,钢板；,(2),冷轧钢板。,按,表面处理,方式分类,(1),普通冷轧板；,(2),热轧酸洗板；,(3),电镀锌钢板；,(4),热浸锌钢板,按,强度等级,分类,(1),软钢,(1000Mpa),三、白车身材料3.1.1 钢的分类方法多种多样，其主要方法有,17,三、白车身材料,BLC,宝钢低碳一般用途,B: BAOSTEEL L: Low Carbon; C: Commercial,BLD,宝钢低碳冲压用,B: BAOSTEEL; L: Low Carbon; D: Drawing,BUSD,宝钢超级拉延冲压,B: BAOSTEEL; U: Ultra; S: Strain D: Drawing,BUFD,宝钢超级成型冲压,B: BAOSTEEL; U: Ultra; F: Formability D: Drawing,BSUFD,宝钢超高级成型冲压,B: BAOSTEEL; SU: Super,Ultra F: Formability; D: Drawing,SPCC,，,SPCD,，,SPCE,，,SPCF,，,SPCG,第一位：,S,代表钢，,Steel,第二位：,P,代表板，,Plate,第三位：,C,代表冷轧，,Cold Rolled,第四位：,C,代表,Commercial Quality,D,代表,Drawing Quality,E,代表,Deep Drawing Quality,F,代表,Deep Drawing Quality, non-aging,G,代表,Extra Deep Drawing Quality , non-aging,DC01,DC03,DC04,DC05,DC06,DC07,第一位：,D,代表冷成形用扁平材,，,flat,products for cold forming,第二位：,C,代表冷轧基板，,cold rolled,第三、四位：两位数字，序列号,Serial Number,，无特定含义，代表不同的冷成形级别。,3.1.2,常见钢材牌号表示方法,三、白车身材料BLC 宝钢低碳一般用途SPCC，SPCD，S,18,3.1.3,镀锌板表示方法,前面介绍过，热浸锌和电镀锌是常用的镀锌工艺。镀锌实际上就是在基板上通过再处理附加锌层以起到增强防锈性能的目的的过程。所以镀锌的表示方法也是基于以上的思路。,DC56D,+ZF,45/45,基板：即无镀层的裸板。,镀层：分为纯锌（,Z,）与锌铁合金（,ZF,）。,镀层克重：指每平方米的镀层重量。,45/45,表示双面等厚镀层，克重分别为,45g/m,2,。,基板,镀层,镀层克重,（,g/m,2,）,三、白车身材料,3.1.3镀锌板表示方法基板镀层镀层克重三、白车身材料,19,三、白车身材料,3.1.3,钢板成形性能评价,薄板成形性的影响因素,a.,材料因素：厚度、标准规定宽度、屈服强度、抗拉强度、屈服延伸、总延伸率、,n,值、,r,值、表面形貌、油品、,LDH,、镀层；,b.,模具因素：坯料在模具中的位置、耐磨护板的公差、模具对中、模具抛光、模具所用材料及刚度、表面处理、拉延筋、模具所有圆角半径、间隙、模具划擦伤；,c.,冲压工艺因素：冲头导轨、冲头与冲床的平坦度与平行度、冲头加载曲线、外滑块载荷、内滑块载荷、闭合高度、气压、反向平衡压、压机刚度、压机类型、冲压所用润滑；,d.,坯料因素：坯料尺寸、坯料形状、上料机械手位置、旋转弯曲或拉平、边部状态、预弯、清洗剂类型和用量；,e.,互动因素：材料温度、模具温度、气候条件、止动块垫片。,通过上述因素，我们可以看出选取零件材料时，考虑到它的成形性。必须关注：,延伸率,：零件成形性综合评价指标，,越高表明成形性越好,；,屈服强度,：其值,越低越容易成形,；,抗拉强度,：其值,越高，零件强度越高,，使用寿命越长；,屈强比,：对于屈服强度和抗拉强度，我们希望零件拥有低的屈服强度和高的抗拉强度，因此，屈强比成为评价零件成形性和强度的重要标准。其值,越低越好,。,三、白车身材料3.1.3钢板成形性能评价薄板成形性的影响因素,20,应变硬化指数,n,值,：由流动应力与应变量关系决定，具有较高,n,值得薄板，在冲压工程中，零件变形大的部位优先硬化，变形量减弱，而变形小的部位因硬化小而继续变形，并促使其金属向变形大的部位流动，使整个零件变形均匀化，延缓了局部颈缩的出现，从而提高了钢板的深冲性能。其值是拉胀工序时成形性好坏的指标。,塑性应变比,r,值,：描述钢板抵抗变薄的能力。,r,值越大表示材料越不易在厚度方向发生变形，即不易变薄或变厚，具有良好的拉深性能。,三、白车身材料,应变硬化指数n值：由流动应力与应变量关系决定，具有较高n值得,21,三、白车身材料,3.2,轻量化材料；铝合金、塑料、碳纤维等,相信大家都知道，汽车油耗与质量正相关。,实验证明：,汽车整车重量,降低,10%,，燃油效率可,提高,6%8%,，排放,下降,4%,；,汽车整备质量每,减少,100,公斤,，百公里油耗可,降低,0.30.6,升,；,汽车重量,降低,1%,，油耗可,降低,0.7%,。,当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。在轻量化浪潮下，,汽车车身材料也从钢材逐步过度到塑料、碳纤维、铝材等轻质材料上。,不过，由于成本因素，目前车身材料的主流还是钢板。但在一些售价高昂的豪华品牌车上，,轻质材料的使用比例越来越高。例如凯迪拉克,CT6,轿车车身，铝材使用比例达到了惊人的,64%,三、白车身材料3.2 轻量化材料；铝合金、塑料、碳纤维等,22,三、白车身材料,一些轻量化应用案例：,前端框架以塑代钢,减重约,4kg,树脂叶子板减重约,3kg,铝合金引擎盖减重约,5kg,碳纤维车身减重约,120kg,三、白车身材料一些轻量化应用案例：前端框架以塑代钢树脂叶子板,23,一,乘用车类别,二,白车身结构,三,白车身材料,四,白车身性能,五,汽车生产工艺,一乘用车类别二白车身结构三白车身材料四白车身性能五汽车生产工,24,四、白车身性能,刚度,碰撞性能,NVH,性能,密封性能,防腐性能,白车身,衡量白车身的性能指标主要有：,四、白车身性能刚度碰撞性能NVH性能密封性能防腐性能白车身衡,25,四、白车身性能,3.1,白车身刚度：,指车身的静刚度，包括弯曲刚度,(bending stiffness),和扭转刚度,(torsion stiffness),。,刚度的影响：可靠性，安全性，操纵稳定性，,NVH,性能等。,其中扭转刚度通过与车重及车格大小等参数的比值计算又可以得到一个衡量车身轻量化,设计水平的系数，称之为“轻量化系数”。,轻量化系数计算公式：,四、白车身性能3.1白车身刚度：,26,四、白车身性能,3.1.1,影响白车身刚度的主要因素：,1,）主要截面大小；,2,）车体结构连续性；,3,）车体零件板厚；,4,）车体零件的材料特性（弹性模量、,泊松比,）。,因成本以及工艺限制，目前车体材料主要是钢板。不同等级的钢材弹性模量、泊松比一般认为差异不大。所以，在设计上主断面大小、结构连续性和钢板厚度是决定扭转刚度的关键。,下表是近年来,ECB,会议展出车型以及吉利汽车的部分车型扭转刚度和轻量化系数状况：,四、白车身性能3.1.1影响白车身刚度的主要因素：,27,四、白车身性能,3.2,碰撞性能,汽车碰撞性能评价体系主要有国家标准、,NCAP,（,New Car Assessment Program,：,新车评价体系,）以及企业安全规范。,其中是否各国国家标准是能否进入该国市场售卖的必要条件。所以，满足销售市场的国家标准是设计的基本条件，但因门槛相对,NCAP,及企业安全规范低，所以达成难度最小。,除国标及,NCAP,外，在欧洲地区及一些国家，针对汽车的低速耐撞性也有相应的评价标准。例如欧盟普遍采用,RCAR,（,Research council for automobile repairs,）的正面碰撞、尾部碰撞试验进行车辆低速碰撞性能评级。,因为国标是所有上市车辆的必要通过项，所以通常所说的碰撞等级一般指的是,NCAP,碰撞测试评级。世界各国、地区根据自身的条件建立了不同的,NCAP,标准。例如常见的有,C-NCAP,、,Euro-NCAP,、,J-NCAP,以及美国高速公路安全管理局（,NHTSA,）、高速公路安全保险协会（,IIHS,）的碰撞测试标准。,历年来，,SEM,车型参加,C-NCAP,测试取得了不错的成绩，也积,累了大量设计经验。,四、白车身性能3.2碰撞性能,28,四、白车身性能,3.2.1 C-NCAP,简介,C-NCAP,是目前中国最权威的碰撞测试等级评价体系。,中国汽车技术研究中心是由政府授权组织制订,中国汽车标准,法规和参与国际协调的核心技术机构，也是,C-NCAP,测试标准的制定和维护机构。,目前正在执行的最新版本,C-NCAP,从,2015,年起实施。主要包含正面,100%,重叠刚性壁障碰撞测试、正面,40%,重叠可变性壁障碰撞测试、侧面碰撞试验以及鞭打试验。,四、白车身性能3.2.1 C-NCAP简介,29,四、白车身性能,3.2.2,行人保护,中国于,2005,年起着手研究起草，,2008,年,9,月通过初步审查，,2010,年获批，,2013,年可实施。汽车行人保护标准对于中国交通行人保护的意义重大，有专家估计，此标准实施后，中国每年可挽救,2000,个生命，减少,17000,多个重伤人员。,目前流行的降低受伤的方法是降低保险杠高度，减低,保险杠,硬度（尤其是左右边缘），减缓,发动机盖,前沿坡度，降低发动机罩强度，减少行人与翼子板区域接触，尽量避免行人头部与风挡边缘接触同时尽量保证头部与风挡中部接触。,四、白车身性能3.2.2 行人保护,30,四、白车身性能,3.3 NVH,（,Noise,、,Vibration,、,Harshness,：噪声、振动与声振粗糙度）,车身对,NVH,优化的影响：,1,）刚度；,2,）模态；,3,）密封性；,4,）隔音降噪材料,四、白车身性能3.3 NVH（Noise、Vibration,31,四、白车身性能,3.3.1,隔音降噪部位及材料,四、白车身性能3.3.1隔音降噪部位及材料,32,四、白车身性能,3.4,防腐蚀性能,近年来，随着汽车的普及，车身腐蚀问题也在品质抱怨中也日渐凸显。在汽车之家论坛用“生锈”作为关键词可以搜索到多达近两万条结果。而且，整体品质状况公认较好的合资品牌车型也频频中招。尤其是,2013,年，江淮汽车因大量车身锈穿被央视,315,晚会曝光后，车身腐蚀问题越来越受到各大车厂的重视。,四、白车身性能3.4 防腐蚀性能,33,四、白车身性能,3.4.1,防腐蚀设计,1,）增加电泳膜厚。尤其是钣金内腔的电泳膜厚。,2,）合理的钣金分块以及搭接方向。,3,）必要的位置进行端末防锈处理。,4,）根据实际使用中易腐蚀程度设定不同的要求。,5,）异种金属搭接时注意防止电化学腐蚀。,6,）结合成本，合理的使用镀锌板。,7,）合理的防石击喷涂区域设定。,8,）尽量避免钣金之间大面积零贴。在无焊点位置,做避让处理。,四、白车身性能3.4.1 防腐蚀设计,34,耐腐蚀试验,耐腐蚀性试验方面，海南实验场对标国内实际路况及腐蚀程度，可以委托进行实车腐蚀耐久试验。试验标准,QC/T732-2005,，以循环计，每,10,个循环相当于国内实际使用,1,年的腐蚀程度。,8个基本工况组成一个试验循环,8,级,修 理,0,级,没 有,1,级,轻 度,2,级,中 等,3,级,中等严重,4,级,严 重,5,级,非常严重,6,级,接近穿孔,7,级,穿 孔,9,级,更 换,10,级,消 失,出现穿孔,/,扩展延伸孔。,电器部件：失去功用；断路；不能移动或重新安装。,须用新零件替换。,在车上的原部件现已消失。,敲打一下很容易穿孔,/,变形。,电器部件：锈层剥落，紧固件不能套上板手移动螺钉。,大量锈垢堆积，锈层成片状脱落。敲打金属会产生变形。,大量锈斑、锈垢严重堆积，用刮刀刮易脱落。,电器部件：焊层开始分离，紧固件、螺钉难移动。,表面较多锈斑，少量锈垢堆积，用刮刀刮不易脱落。,电器部件：外观全锈蚀，锈迹覆盖率为,100%,，看不到金属表面。,锈迹扩大，表面有少量锈斑，但无锈垢堆积。,边缘、孔口、焊点、焊接头和紧固件联接处有少量锈迹，,即相当于锈蚀面积占总面积的百分比小于或等于,1%,。,无任何腐蚀现象,不须用新零件替换。,腐 蚀 等 级,四、白车身性能,耐腐蚀试验耐腐蚀性试验方面，海南实验场对标国内实际路况及腐,35,课程提纲,一,乘用车类别,二,白车身结构,三,白车身材料,四,白车身性能,五,汽车生产工艺,课程提纲一乘用车类别二白车身结构三白车身材料四白车身性能五汽,36,五、汽车生产工艺,4.1,汽车生产一般包含四大工艺：冲压,焊装,涂装,总装,五、汽车生产工艺4.1汽车生产一般包含四大工艺：冲压焊装,37,五、汽车生产工艺,4.1.1,冲压工艺,冲压工艺一般包括以下几个步骤：,1,）下料：即预先通过下料模具把素材冲裁成下一工序所需的形状的步骤。,2,）拉延：冲压工艺中最重要的工序，指利用拉延模使平面坯料变成开口空心件的冲压工序。,3,）弯曲：将板料、型材、管材或棒材等弯成一定的角度、曲率形成一定形状的冲压法。,4,）翻边：在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成竖立边缘的成型方法。,5,）冲孔：在板料上冲裁处需要的圆孔、多边孔或异形孔的工艺。,6,）整形：对零件形状或角度进行修正的工艺过程。,6,）修边：将板料边缘修剪成下一工序所需要的形状或最终形状的工艺过程。,冲压工序的英文代码如下：,五、汽车生产工艺4.1.1冲压工艺,38,五、汽车生产工艺,4.1.2,焊装工艺,冲压好的零件通过局部加热或同时加热、加压而连接在一起形成车身总成。在汽车车身制造中应用最广的是电阻电焊。焊接质量的好坏直接影响了车身的强度。,下表是乘用车焊装车间主要的焊接方式：,五、汽车生产工艺4.1.2焊装工艺,39,五、汽车生产工艺,4.1.3,涂装工艺,涂装就是在焊接好的白车身总成上通过多种工艺步骤附着涂层的过程。,涂装工艺包含：前处理、电泳（,ED,）、补胶、中涂、上涂等,涂装的主要作用有：,1,）防锈；,2,）装饰；,3,）密封；,4,）隔音降噪。,涂装后的白车身，表面涂膜总厚度约,80m110m,，构成如下：,五、汽车生产工艺4.1.3涂装工艺,40,五、汽车生产工艺,4.1.4,总装工艺,总装就是将车身、发动机、变速器、电器系统、底盘系统、仪表板、座椅等车辆构成装配到一起生产出整车的过程。,总装生产线主要包含：,1,）天窗线：拆除车门，安装天窗、后三角窗等；,2,）门线：安装门系统的子系统。如呢槽、衬条、水切、升降机、门饰板等；,3,）内饰线：安装线束、内饰板、前后车灯、仪表板总成、地毯、前后玻璃等；,4,）高架线：安装底盘系统、动力总成、油箱等位于车体底部的零件。,5,）终装线：安装前后保险杆、座椅、车门总成等，并加注油水完成总装。,五、汽车生产工艺4.1.4总装工艺,41,谢 谢 ！,谢 谢 ！,42,