白車身結(jié)構(gòu)及開發(fā)流程

白車身結(jié)構(gòu)及開發(fā)流程

技術(shù)中心鄭希泉09.11

白車身通常是指已經(jīng)裝焊好但尚未噴漆的白皮車身，此處主要用來表示結(jié)構(gòu)件和覆蓋件的焊接總成，此外尚包括前、后板制件與車門，但不包括車身附屬設(shè)備及裝飾件等。白車身定義按承載型式之不同白車身結(jié)構(gòu)分類白車身非承載式：也叫有車架式，貨車及有的高級轎車裝有獨立的車架。這種車輛載荷主要有車架來承擔(dān)，車身基本上不承載。承載式：也叫無車架式，為了減輕汽車自重力以及使車身結(jié)構(gòu)合理化，采用無承載式車身。在大客車及轎車現(xiàn)在基本上都采用承載式車身半承載式：這是一種過渡型的結(jié)構(gòu)，車身下部保留有底架，車身下部與底架組合為一整體。車身也能承擔(dān)部分彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷白車身設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)并行設(shè)計過程，要徹底地摒棄孤立地單個零件設(shè)計方法，任何一個零件只是其所處在的分總成的一個零件，設(shè)計時均應(yīng)考慮其與周邊相關(guān)零部件的相互關(guān)系。任何一種車型的白車身結(jié)構(gòu)均可按三層板的設(shè)計思想去構(gòu)思結(jié)構(gòu)設(shè)計，即最外層是外板，最內(nèi)層是內(nèi)板，中間是加強板，在車身附件安裝連接部位應(yīng)考慮設(shè)計加強板。白車身設(shè)計的一般規(guī)則外板內(nèi)板上車把手加強板截面圖所設(shè)計的白車身結(jié)構(gòu)在滿足整車性能上、結(jié)構(gòu)上、沖壓工藝、焊接工藝、涂裝工藝、總裝工藝是否比參考樣車或其他車型更優(yōu)越，是否符合國內(nèi)的實際生產(chǎn)狀況，以便預(yù)先確定結(jié)構(gòu)及工藝的改良方案。白車身在結(jié)構(gòu)與性能上應(yīng)提供車身所需的承載能力,即強度和剛度要求。白車身設(shè)計的一般規(guī)則

貫穿于機械設(shè)計的全過程中，并與之同步地綜合考慮制造、裝配工藝及維修等方面的各種技術(shù)問題，稱之為機械設(shè)計工藝性。而這種工藝性體現(xiàn)于結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，故又稱之為結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝性。即在設(shè)計的時候必須充分考慮到車身的制作工藝性、整車的裝配工藝性及維修方便性。白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝性汽車覆蓋件所用材料一般是冷軋鋼板（按國家標(biāo)準(zhǔn)）鈑金按表面質(zhì)量分有I，II兩級：I級質(zhì)量最好，適用于外板；II級次之，適用于內(nèi)板與加強板。

鈑金按沖壓拉延等級分有P，S，Z，F(xiàn)，HF，ZF六級白車身鈑金的材料選取原則白車身鈑金的材料選取原則白車身鈑金的材料選取原則目前國內(nèi)的汽車廠大部分都是按寶鋼標(biāo)準(zhǔn)選取鈑金材料汽車常用板材及用途序號名稱牌號用于車身部位牌號含義1普通冷軋板(低碳）DC01（ST12)、DC03（ST13)

、DC04（St14、St15）

、DC06(St16)

普通冷軋板主要應(yīng)用于門內(nèi)外板、翼子板(側(cè)圍板）、輪罩內(nèi)板等部件D代表drawing，C代表cold，01代表沖壓級別為初級。ST代表德語中的鋼，12代表抗拉強度最低值12kgN。2加磷強化鋼B170P1、B210P1、B250P1加磷強化鋼主要應(yīng)用于頂蓋橫梁，A、B、C柱內(nèi)板、加強板、保險杠本體、縱梁本體，水箱橫梁本體等部件B代表baosteel，170代表該材料的屈服強度最低值為170mpa,P是元素磷，1代表超低碳(C<0.006)。由于含碳量低，所以沖壓性較好，一般作為深沖用，抗凹陷3烘烤硬化鋼B140H1、B180H1烘烤硬化鋼主要應(yīng)用于頂蓋、發(fā)動機蓋外板、車門外板B代表baosteel，140代表該材料的屈服強度最低值為140mpa,H(harden）硬化，1代表超低碳(C<0.006)。由于含碳量低，所以沖壓性較好，一般作為深沖用，抗凹陷汽車常用板材及用途序號名稱牌號用于車身部位牌號含義4低合金高強鋼B340LA、B410LA低合金高強鋼主要應(yīng)用于車身結(jié)構(gòu)件和安全件B代表baosteel，340代表該材料的屈服強度最低值為340mpa,LA是低合金lowalloy的英文縮寫5雙相鋼B340/590DP、B400/780DP雙相鋼主要應(yīng)用于車身的結(jié)構(gòu)件、B柱本體和一些要求高的加強板B代表baosteel，340代表該材料的屈服強度最低值為340mpa,590是該材料的抗拉強度最低值，DP是雙相鋼dualphase的英文縮寫6冷成型用的熱軋連軋鋼板SPHC、SPHD、SPHE熱軋鋼板主要應(yīng)用于減震器支座、對強度要求不高的縱梁本、門鉸鏈頁板支架、發(fā)動機懸置支架和承載件安裝板等部件S代表steel，P代表plate，H代表hot，C代表普通沖壓級別common。白車身鈑金的材料選取原則白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計----側(cè)圍焊接總成結(jié)構(gòu)側(cè)圍總總成由由側(cè)圍圍外板板、A柱柱內(nèi)板板、A柱柱加強強板、、B柱柱內(nèi)內(nèi)板、、B柱柱加加強板板、C柱柱內(nèi)板板、前前、后后門檻檻粱內(nèi)內(nèi)板、、前、、后門門檻粱粱加強強板、、側(cè)圍圍上邊邊粱及及側(cè)圍圍附件件等大大件組組成。。B柱外外板B柱內(nèi)內(nèi)板白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計----側(cè)圍焊接總成結(jié)構(gòu)前地板門檻外板門檻內(nèi)板白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計----前圍焊接總成前圍焊焊接總總成由由前圍圍外板板、左左右前前圍側(cè)側(cè)板（（翼子子板））、儀儀表板板骨架架（有有的車車型隨隨儀表表板帶帶）、、前風(fēng)風(fēng)窗下下橫梁梁、空空調(diào)安安裝板板、前前縱梁梁、前前縱梁梁加強強板、、前圍圍上橫橫梁、、前圍圍下橫橫梁、、前圍圍附件件、系系列支支架等等組成成。前風(fēng)窗窗玻璃璃前圍板板上橫梁梁發(fā)動機機罩轎車典典型前前圍焊焊接總總成前風(fēng)窗窗下裝裝飾板板白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計----前圍焊接總成輕卡典典型前前圍焊焊接總總成白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計----地板焊接總成轎車典典型地地板焊焊接總總成地板焊焊接總總成由由前地地板、、前地地板加加強板板、地地板內(nèi)內(nèi)縱梁梁、地地板外外縱梁梁、座座椅橫橫梁、、中地地板、安安全帶帶加強強板、、后地地板、、備胎胎板、、地板板加強強橫梁梁、油油箱安安裝支支架等等組成成白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計----地板焊接總成輕卡典典型地地板焊焊接總總成地板焊焊接總總成由由前地地板、、前地地板加加強板板、地地板內(nèi)內(nèi)縱梁梁、地地板外外縱梁梁、座座椅橫橫梁、、中地地板、安安全帶帶加強強板、、后地地板、、備胎胎板、、地板板加強強橫梁梁、油油箱安安裝支支架等等組成成白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計----頂蓋焊接總成輕卡典典型頂頂蓋焊焊接總總成頂蓋焊焊接總總成由由頂蓋蓋本體體、加加強板板等組組成白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計----后圍焊接總成輕卡典典型后后圍焊焊接總總成后圍焊焊接總總成由由后圍圍板、、加強強板、、高位位進(jìn)氣氣管支支架等等組成成白車身設(shè)計一般流程效果圖圖確定效效果圖圖根據(jù)效效果圖圖作出出油泥泥模型型根據(jù)油油泥模模型掃掃描出出點云云根據(jù)點點云經(jīng)經(jīng)過幾幾輪反反復(fù)的的光順順性校校核及及工藝藝審核核，最最終確確定型型面數(shù)數(shù)據(jù)最終數(shù)數(shù)據(jù)車身外外觀覆覆蓋件件車身結(jié)結(jié)構(gòu)件件————工藝數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)設(shè)計階階段白車身設(shè)計一般流程車身內(nèi)內(nèi)板及及加強強板設(shè)設(shè)計正向設(shè)設(shè)計逆向設(shè)設(shè)計參考標(biāo)標(biāo)桿車車結(jié)構(gòu)構(gòu)與已已凍結(jié)結(jié)的車車身外外觀覆覆蓋件件數(shù)模模相結(jié)結(jié)合完完成整整車數(shù)數(shù)模逆向標(biāo)標(biāo)桿車車關(guān)鍵鍵件及及大件件，同同時與與已凍凍結(jié)的的車身身外觀觀覆蓋蓋件數(shù)數(shù)模相相結(jié)合合完成成整車車數(shù)模模完成第第一版版工藝藝數(shù)模模車身結(jié)結(jié)構(gòu)件件————同步工工程設(shè)設(shè)計階階段白車身設(shè)計一般流程第一版工藝數(shù)模工藝分析CAE分析對第一版工藝數(shù)模進(jìn)行沖壓、焊接、涂裝、裝配等工藝分析，提出問題對整車的剛度、強度、模態(tài)進(jìn)行有限元分析，并提出改進(jìn)措施完成第一版凍結(jié)數(shù)模分析、修改，此流程要反復(fù)多次白車身設(shè)計一般流程沖壓工工藝問問題反反饋單單工藝審審核反反饋示示例工藝審審核反反饋示示例白車身設(shè)計一般流程CAE分析問問題反反饋單單焊接工工藝問問題反反饋單單車身結(jié)結(jié)構(gòu)件件————模具開開發(fā)階階段白車身設(shè)計一般流程第一版版凍結(jié)結(jié)數(shù)模模發(fā)放制制造部部門發(fā)放附附件供供應(yīng)商商根據(jù)第第一版版凍結(jié)結(jié)數(shù)模模對沖沖壓模模具、、焊接接工裝裝及檢檢具進(jìn)進(jìn)行制制作根據(jù)第第一版版凍結(jié)結(jié)數(shù)模模對升升降器器、儀儀表板板等車車身附附件和和內(nèi)飾飾件進(jìn)進(jìn)行設(shè)設(shè)計完成第第二版版凍結(jié)結(jié)數(shù)模模根據(jù)制制造過過程中中出現(xiàn)現(xiàn)的問問題對對數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行行優(yōu)化化車身結(jié)結(jié)構(gòu)件件————試裝驗驗證階階段白車身設(shè)計一般流程鈑金Ⅰ序件制制造完完成，，簡易易焊接接夾具具制作作完成成車身附附件及及內(nèi)外外飾快快速成成型件件或軟軟模件件制造造完成成進(jìn)行車車身焊焊接及及附件件、內(nèi)內(nèi)外飾飾裝配配整車裝裝配完完成根據(jù)路路試及及裝配配情況況，對對數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行行修整整，下下發(fā)更更改通通知進(jìn)行白白車身身路試試驗證證，包包括車車身的的強度度、剛剛度、、共振振等車身結(jié)結(jié)構(gòu)件件————OTS件裝配配階段段白車身設(shè)計一般流程鈑金全全序件件制造造完成成，焊焊接工工裝及及檢具具制造造完成成車身附附件及及內(nèi)外外飾OTS件制作作完成成進(jìn)行小小批量量裝配配，理理順采采購及及制造造流程程完成OTS樣車裝裝配對車身身數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行行微小小修整整并作作為生生產(chǎn)、、采購購數(shù)據(jù)據(jù)凍結(jié)結(jié)。至至此車車身設(shè)設(shè)計完完成進(jìn)行整整車路路試驗驗證，，NVH提升白車身制造三大工藝簡介沖壓工工藝確定合合理的的排樣樣形式式、裁裁剪方方法，，并計計算材材料利利用率率計算各各工序序壓力力，確確定壓壓力中中心，，初選選壓力力機分析零零件的的沖壓壓工藝藝性擬定沖沖壓件件工藝藝方案案，確確定工工序進(jìn)行沖沖壓生生產(chǎn)白車身制造三大工藝簡介沖壓各各工序序名稱稱及代代號工序名稱拉延修邊沖孔整形成形翻邊切開落料翻孔斜楔沖孔代號DRTRPRCRSTFOFLSEPBLBURCAM-PRC白車身制造三大工藝簡介1、下料料2、拉延延3、沿修修周邊邊，沖沖孔以典型型件車車門內(nèi)內(nèi)板為為例進(jìn)進(jìn)行說說明:車門內(nèi)內(nèi)板由由于結(jié)結(jié)構(gòu)較較復(fù)雜雜，拉拉延深深度比比較大大，所所以材材料一一般選選用ST14ZF，厚度度一般般為T=0.8mm。工藝藝過程程一般般為：：①下料②拉延③修邊沖沖孔④整形沖沖孔⑤沖孔、、斜楔楔沖孔孔⑥斜楔翻翻邊、、沖孔孔。白車身制造三大工藝簡介沖壓各各工序序名稱稱及代代號5、沖孔孔，斜斜楔沖沖側(cè)面面孔6、斜斜楔翻翻邊，，沖長長圓孔孔4、窗框及周邊整形，沖孔白車身制造三大工藝簡介焊接工工藝-----點（凸凸）焊焊、釬釬焊、、CO2氣體保保護(hù)焊焊、柱柱焊點（凸凸）焊焊：用用于板板材、、螺帽帽、螺螺釘?shù)牡倪B接接，并并承受受一定定的應(yīng)應(yīng)力CO2氣體保保護(hù)焊焊：用用于車車身的的補焊焊和點點焊不不能焊焊接到到的部部位，，其接接頭承承受一一定的的應(yīng)力力釬焊：：用于于細(xì)小小間隙隙的填填充和和連接接，其其接頭頭一般般不承承受太太大的的應(yīng)力力柱焊：：用于于螺柱柱、螺螺釘?shù)牡暮附咏?，其其焊接接螺釘釘、焊焊接螺螺柱承承受一一定的的?yīng)力力白車身制造三大工藝簡介焊接工工藝-----點（凸凸）焊焊、釬釬焊、、CO2氣體保保護(hù)焊焊、柱柱焊目前主主流的的機器器人自自動車車身總總焊生生產(chǎn)線線白車身制造三大工藝簡介焊接工工藝-----點（凸凸）焊焊、釬釬焊、、CO2氣體保保護(hù)焊焊、柱柱焊目前先先進(jìn)的的車身身激光光焊接接白車身制造三大工藝簡介涂裝工工藝---前處理理、電電泳涂涂裝、、中涂涂及密密封、、面漆漆前處理理：主主要包包括脫脫脂、、表調(diào)調(diào)、磷