汽车的材料与工艺

1、汽车的材料与工艺小组成员：王艺昕( 1408071005) 赵元凰( 1403031046) 陈绪 (1408071007) 沈祥瑞( 1408071008) 方放 (1408071011)、汽车的材料轿车车身是轿车的重要组成部分，由它构成了成员的乘座空间和乘乘座环 境，其外表展示了整车的造型艺术和整车的特征。 因此，车身材料既要满足车身 设计、生产（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， 所以轿车车身用材料种类较多。1钢板汽车车身外壳绝大部分是金属材料， 主要用钢板。早期的轿车车身沿用了马 车车身结

2、构，整个车身以木材料为主。1925年文森卓.兰西亚发明了承载式车身， 车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型复盖件组成， 这种金属结构的车身一直 沿用至今，得到不断的完善和发展。镀锌薄钢板从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板，这是因为它有良好的抗腐蚀能力。德国奥迪轿车的车身部件绝大部分采用镀锌钢板，美国别克轿车采用的是双面热镀锌钢板，上海帕萨特车身的外复盖件采用电镀锌钢板， 内复盖 件内部采用热镀锌钢板，可以使车身防锈蚀保质期长达11年。普通低碳钢版在现代汽车生产中，使用得最多的还是普通低碳钢板。 低碳钢板具有很好的 塑性加工性能，强度和刚度也能满足汽车车身的要求， 同时能满足车身拼

3、焊的要 求，因此在汽车车身上应用很广。高强度钢板为了满足汽车制造业追求轻量化的要求，钢铁企业推出高强度汽车钢材系列 钢板。高强度钢板多用于中高档轿车，例如内外板件，车顶板、车门内外板、发 动机舱盖、行李舱盖等上。这种高强度钢板是在低碳钢板的基础上采用强化方法 得到的，抗拉强度得到大幅增强。利用高强度特性，可以在厚度减薄的情况下依 然保持汽车车身的机械性能要求，从而减轻了汽车重量。它可以有效地提高汽车 车身的抗冲击性能，延长了汽车的使用寿命。丧弘2常用优坝碳素结构钢在代车上的应刑牌号应用举例驾驶室外從、油底壳、油箱、离合黯葢等15轮胎摞栓和螺发动机代门室罩、离合器调整螺栓.曲轴箱鎳拴等211离合

4、器分离杠杆、风扇叶片、驻车制动杆尊35曲轴正时齿轮、半轴嫦栓惟形套*机油条齿轮、连杆螺母、汽缸盖定位销等45气门推杆、同步器锁宿，变速杆、凸轮轴、曲轴、离合器踏板轴及分离叉等50离合器从动播零ftp Mli气门弹讀、转向纵拉杆弹赞、离合器压fit弾贲、活塔销卡黄、拖唱钩弹簧等2塑料由于塑料具有诸多金属和其他材料所不具备的优良性能，因此在汽车上的应 用很广。常用于制作各种结构零件、耐磨减摩零件、隔热防振零件等。汽车塑料件，根据其主要用途，大体上可分为功能件和结构件两种。功能件 是以利用材料的某些特殊的物理化学性质工作的独立件，如塑料含油轴承。结构件是以应用材料的力学性质工作的覆盖件、安装件、壳体

5、、梁架等。门内板以小红旗轿车和奥迪轿车为例，门内板的骨架部分均由ABS注塑而成。顶棚顶棚由基材和表皮构成。基材要求轻量、高刚性、尺寸稳定、易成型等，一 般使用热塑性聚氨酯发泡内材，门内手柄，不仅是启闭门的功能件，而且也是装 饰件。一般以ABS、改性PP等材料制成。保险杠保险杠是轿车的主要塑料件之一。保险杠也由面板和骨架材料组成。面板材 料采用聚丙烯热塑性弹性体，再加入其它助剂，经注塑成型。散热器格栅散热器格栅是为了发动机冷却而设置的开口部件， 位于车体最前面，往往把 汽车的铭牌镶嵌其间， 是表现一辆轿车风格的重要零件。 目前轿车上一般用 ABS 或 PC/ABS 合金，也有采用耐候性较好的 A

6、SA 材料。侧防撞条一般轿车的侧防撞条大多使用金属芯材和 PVC 型材，即 PVC 被挤出成中空 状的型材料， 然后在中间镶嵌以金属芯材复合制咸。 高档轿车上是用反应注塑成 型的 PUR。车前大灯玻璃考虑到车前大灯玻璃的透明性、 耐热性、 耐冲击性以及易于成型性， 多数采 用表面涂敷硬膜的PC。前大灯反射镜壳一般用BMC、PPS PC、PBT等制成。此外，汽车发动机、水箱、油箱、电路仪表板、座椅、系统等都大量的用到 塑料制件。3.玻璃汽车玻璃是汽车车身附件中必不可少的， 主要起到防护作用。 汽车玻璃主要有 以下三类：夹层玻璃，钢化玻璃和区域钢化玻璃，能承受较强的冲击力。汽车玻 璃按所在的位置分

7、为：前挡风玻璃，侧窗玻璃，后挡风玻璃和天窗玻璃四种。其 中前挡风玻璃国家强制规定必须是夹层玻璃， 侧窗玻璃是钢化玻璃， 后挡风玻璃 一般是带电加热丝的钢化玻璃 。夹层玻璃 夹层玻璃是由两层或两层以上的玻璃用一层或数层透明的粘结材料粘合而 成的玻璃制品。有高抗冲击强度，受冲击后，仍能保持能见度。粘结力高，玻璃 与 PVB 粘结力高，当玻璃破碎后，玻璃碎片仍然粘在 PVB 上不剥落，不伤人， 具有安全性，同时也具有耐光、耐热、耐湿、耐寒的特性。钢化玻璃钢化玻璃具有较高的机械强度、 抗冲压强度和良好的热稳定性。 最主要的是 钢化玻璃的安全性能好，钢化玻璃破碎时碎片成蜂窝状钝角小颗粒，不易伤人。(3)

8、复合玻璃在两片或三片平板玻璃之间夹入透明的粘结力强的聚乙烯树脂 ,经热压加工 形成,又因为中间夹层的材料不同、厚度不同而分为普通复合玻璃和 HPR 夹层玻 璃。目前的欧美汽车普遍安装使用的是 HPR 夹层玻璃 (中间塑料膜的厚度约 0.76mm), 具有较高的抗穿透力、抗破碎的能力 ,可以承受的冲撞速度达到 30km/h。 另外,在新型的汽车玻璃中还有塑料玻璃、调光夹层玻璃、热线反射玻 璃、除霜玻璃、天线夹层玻璃等4.橡胶 橡胶(Rubber)是一种有机高分子材料，汽车上有许多零件是用橡胶制造的，如 风扇传动带、缓冲垫、油封、制动皮碗等。仅汽车轮胎一项，在汽车运输成本中 就占了 10%左右。1

9、. 橡胶的基本性能(1) 极高的弹性(2) 良好的热可塑性(3) 良好的黏着性(4) 良好的绝缘性此外，橡胶还具有良好的耐寒、耐蚀和不渗漏水、气等性能。橡胶的缺点是 导热性差、硬度和拉伸强度不高等，尤其是容易老化。2. 在汽车上的应用橡胶在汽车上用量最大的制品是轮胎(图5-16)，目前全世界生产的橡胶约有80%为制造轮胎所用。此外，橡胶还广泛用于各种胶带、胶管(图5-17 )、减振配件以及耐油配件等。X5-13育车常用椽胶的种类、特悝及应用种娄主要特性应用举例天然橹胶冇建好的耐弊性、抗撕裂性，加工性能好. 但耐高温.耐油，耐臭輒较差*易老化轮胎、胶带.股管及通用 橡胶制品等丁苯援胶冇优履的耐桂

10、性、耐息牝性，力学性能与天 然橡胶相近*但加工性能*特别足黏着性较 天然橡般差轮胎、制动摩擦片、离合 器摩擦片.胶带.胶管及 通用橡胶制品等胶有良好的附气候、胡臭氣、耐酸碱及无机沼 剂性能.代帝性好，吸振能力强轮胎内胎、电线、电境、 胶管.减振配件等氯丁權胶有良好的物理、力学性能，耐制腐蚀、 耐油、黏酋性好，但密度大，电绝缘性熬.加工时势粘辐、粘模胶带、胶管、掾胶胶黏剂、 模压制品汽车门窗嵌条 等丁席橡胶优良的耐油、耐老化、酎曆性能*翔鷄性、 气密性好*但附寒性.加工性较羞油时、皮碗* o形密封團、 油管等耐油配件、汽车的工艺1.冲压工艺汽车的整个车身在没有进行涂装以前可以说就是一堆钢材， 它

11、是由各种各样 的冲压件焊接而成的，而每一个冲压件都是由钢板通过冲压机床冲压而成的。 冲压是一种金属塑性加工方法，其原料主要是板材、带材、管材及其他型材，利 用冲压设备通过模具的作用， 使原材料变成所需要的形状和尺寸， 然后再经过冲 孔、切边、翻边等等工序，最后才会成为所需要的工件。2.吸塑工艺一种塑料加工工艺， 主要原理是将平展的塑料硬片材加热变软后， 采用真空 吸附于模具表面，冷却后成型，在汽车生产中广泛用于塑料包装、灯饰、广告、 装饰等行业。 仪表板表皮材料采用 PVC/ABS 合金片材，并带皮纹，以骨架为 内模，用真空吸塑法将表皮材料复在骨架上， 形成一层既美观又有良好手感的表 面。 座

12、椅上的高分子材料有表皮、骨架、缓冲垫。表皮材料可选用 PVC 人造 革，各种化纤纺织品， 真皮和人造皮， 真丝和毛织品。 门内板的骨架部分由 ABS 注塑而成，再把衬有 PU 发泡材料的涤纶表皮以真空成型的方法，复合在骨架上 形成一体。3. 浮法玻璃工艺浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体的锡槽中完成的 。熔融玻璃漂 浮在相对密度大的锡液表面上， 在重力和表面张力的作用下， 玻璃液在锡液面上 铺开、摊平、形成上下表面平整的玻璃， 再经退火、切裁，就得到浮法玻璃产品 。 对于浮法玻璃来说， 由于厚度的均匀性比较好， 其产品的透明度也比较强， 所以 经过锡面的处理， 比较光滑， 在光滑的作用下火

13、焰以及抛光的作用下， 形成了一 种表面比较整齐、 平面度比较好， 光学性能比较强的玻璃， 这种浮法玻璃的装饰 特性特别好，更具有良好的透明性、明亮性、纯净性等特点。利用这种工艺生产 出的玻璃用做汽车车窗是最好的选择。4.焊装工艺冲压好的车身板件局部加热或同时加热、 加压而接合在一起形成车身总成。 在汽 车车身制造中应用最广的是点焊，焊接的好坏直接影响了车身的强度。汽车车身壳体是一个复杂的结构件， 它是由百余种、甚至数百种 （例如轿车）薄板 冲压件经焊接、 铆接、 机械联结及粘接等方法联结而成的。 由于车身冲压件的材 料大都是具有良好焊接性能的低碳钢， 所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的 联结

14、方式。?点焊：通过导电，电阻加热，金属熔合。?点焊的过程：预压-焊接-保压-休止。?点焊相关工艺参数：电流/电压/电极压力/焊接时间/电极直径等。?点焊设备：固定式点焊机，移动式点焊机，包括：供电系统（变压器和二 次回路）、焊具部分（机臂、电极夹持器、电极）、加压机构（气压、液压 等）、冷却系统、机体等。? C02气体保护焊接：一种熔化极气体保护电弧焊接法，利用焊丝与工件间产生的电弧来熔化金属，由C02作为气体保护气，并采用光焊丝填充。?焊接工艺参数：电源极性/焊丝直径/电弧电压/焊接电流/气体流量/ 焊接速度/焊丝伸出长度/直流回路电感等。焊接方式典型应用实例电阻焊点焊车身主体总成、车身侧围

15、总成凸焊螺母C02保护焊、氩弧焊车身总成三、汽车的链接工艺1螺纹链接螺纹连接在汽车装配中较为普遍，大部分螺纹连接起固定作用，因此要求保 证联接的强度（有的还要求密封性，如气管、油管的管接头的螺纹连接），起固定 作用的螺纹称为联接螺纹；还有部分起传动作用，要求保证传动的精度、效率和 磨损寿命，起传动作用的螺纹称为传动螺纹。2.锁铆链接锁铆连接是专门解决汽车轻量化的连接工艺问题的一种新型连接工艺，它的工艺过程与焊接工艺差不多，有定位、夹紧，然后铆钉自动送料，然后铆钉通过 刺穿上层材料和中间层材料在底层材料里面形成塑性变形，最后成型。目前，欧洲的一款不同年代出版的车型，经过轻量化优化以后，车上的组件

16、日益减少了， 点焊和无铆连接也逐渐减少甚至被去除掉， 锁铆点却比以前增加很多，这是因为 用锁铆连接质量更可靠。锁铆连接在汽车上的应用主要表现在对车身轻量化材料连接的工艺应用。目前主要用在六个方面：白车身上，四门两盖，横梁车顶及加强筋，天窗、摇窗机、 座椅等部件，仪表盘和安全气囊等。以发动机罩盖为例，现在欧洲的标准发动机 罩盖必须是用铝合金的，以防止车撞人后造成二次伤害，用锁铆连接和无铆连接 两种工艺搭配，可以很好地解决铝合金罩盖在强度要求高的地方用锁铆连接，在强度要求不是很高的地方用无铆连接。又如安全气囊，当它受到碰撞打开的时候， 气囊张开了，如果里面有尖锐的东西，就会把气囊扎破，就起不到安全的要求。锁铆连接是用模具来连接的，可以保证连接点的外形是光滑的， 没有毛刺，不会 在气囊打开的时候把它刺破。锁铆连接工艺技术，不但能够实现不同形态的轻量化材料之间的连接，而且能够大幅度提高生产效率，提升产品质量，还可以降低综合成本。Audi Afi (D2)Aud- AS (D3Auci连接技术1800極