《汽车车身冲压件基本知识》

车身覆盖件基本知识

（一）课程性质、地位与任务

车身冲压件系车身模具的目的物。冲压件设计又与汽车车身设计、汽车整车设计密不可分，冲压件特别是外覆盖件直接决定了汽车的外型。而内冲压件则决定了汽车各种机构、附件的使用性能。两者都是用户最敏感、最挑剔、最关切的部位。设置本课程的目的就是要让学员了解：1.汽车车身的基本结构，主要冲压件在汽车车身中的地位、作用、功能、结构特点、基本类型

和他们的差异。2.这些冲压件与模具的关系。

（二）课程基本内容和要求:

1．了解一些汽车的基本常识：

1.1汽车基本类型和我国汽车车型的编号规则；

1.2汽车零部件的编号规则；

1.3名词解释：轴距、轮距、前悬、后悬、最小转弯半径、最大车

速、加速性、百公里油耗、制动性能、汽油机、柴油机、电

喷、

1.4 承载（非承载）式车身、三箱（两箱）车

2．了解汽车车身开发设计程序;

3．了解汽车车身的基本结构，几大总成的名称、作用、功能；

3.1发动机仓及前部的基本结构；

3.2侧围地板顶盖的基本结构；

3.3后围行李箱后部的基本结构；

3.4五门一盖的基本结构；

4．了解主要冲压件在汽车车身中的地位、作用、功能、结构特点、基本类型和他们的差异。

4.1发动机罩内外板

4.2(左/右)翼子板

4.3 (左/右)前挡泥板

4.4 前围板

4.5 前围上部内外板

4.6 前(A)柱内外板

4.7侧围内外板

4.8 中(B)柱内外板

4.9 后围内外板

4.10(左/右)后挡泥板

4.11(前、中、后)地板

4.12顶盖

4.13 顶盖横梁

4.14 (左/右)前门内外板

4.15 (左/右)后门内外板

4.16背门内外板(对轿车为行李厢内外板)

4.17 (左/右)前门窗框(指非一体结构)

4.18 (左/右)后门窗框(指非一体结构)

5．汽车坐标系的规定：

6．了解冲压件的质量检测；简介AUDIT标准：

7．了解冲压件与模具的关系；

8.了解逆向工程的应用;

6.1 逆向工程在整车开发上的应用

6.2逆向工程在冲压件数型设计上的应用;

6.3逆向工程在模具制造中的应用;

9.掌握TQM的产品管理系统;

9.1用户提供的产品数型

9.1.1确认;

9.1.2上网

9.1.3,通知,

9.1.4更改;

9.2 TQM负责开发的汽车整车数型或单个数型

9.2.1命名

9.2.2造型

9.2.3协调

9.2.4工艺审查

9.2.5 同8.1

1

第一章概述

一、汽车的诞生

１．1769年法国人NJ居纽制造了世界上第一辆蒸汽车驱动三轮汽车。1804年脱威迪克设计制造了第一辆蒸汽汽车。

２．1879年德国工程师卡尔?本茨首先试验成功台二冲程试验性发动机。

３．1986年国际汽车产业界推举德国戴姆勒――奔驰汽车公司主办国际汽车百年圣诞庆贺的盛典，并公认国际汽车产业界汽车发明家是创办奔驰汽车公司的卡尔?本茨先生。所以人们一般把1886年称作为汽车元年。

二、汽车工业史上的三次变革

１．1914年美国福特汽车公司安装的汽车装配流水线带来了汽车工业史上的第一次变革。

２．第二次变革发生在本世纪50年代。当时欧洲内部关税壁垒逐渐拆除，使欧洲市场空前繁荣，有力地推动了汽车制造工业的发展。３．本世纪60年代末，日本汽车工业出现奇迹，生产出物美价廉的汽车，使得世界汽车工业发生第三次变革

三、四大汽车城

１．底特律：美国汽车城。盖拥有汽车1.57亿辆，平均每1.5人就有一辆。垄断美国汽车工业的通用、福特和克莱期勒汽车公司的总

部均设在底特律城，全国１／４的汽车产于这里。全城442万人口，有91%的人以汽车工业为主。

２．丰田：日本汽车城。丰田市有人口28万，其中丰田汽车公

司及其子公司的人员、家属占62%。丰田公司有10座汽车厂，生产几十个系列的轻重型汽车。此外，它还有1240家协作厂。

全公司每个职工平均年产值13万美元，居世界之首。

３．都灵：意大利汽车城。全市人口120万，其中35万多人从事汽车工业，每年生产汽车占意大利总量的75%。菲亚特公司

1899年在这里创建汽车厂时，仅有41名职工，现在已发展为世界第七、欧洲第二大汽车公司。

４．斯图加特：德国汽车城。全城人口60万，是生产世界第一辆汽车的戴姆勒――奔驰汽车公司所在地。该公司在国内设有

1800个维修点，在国外17个国家和地区设有4250个

四、世界知名汽车厂家：

法国：雷若、标志；德国：大众、奔驰、宝马；日本：丰田、日产、本田；

美国：通用、福特、克莱斯勒；意大利：飞亚特、阿尔法；

瑞典：沃尔沃、萨博；英国：罗浮

汽车行业几大阵营中，欧美系和日系汽车的竞争最为激烈。美国汽车以豪华大气著称，法国汽车以时尚、富有艺术感闻名，德国汽车以技术精良见长，日本汽车则以经济为特点。虽然欧美系汽车总给人高档高价的感觉，然而美国车的高油耗同时也让普通消费者感到惧怕。日系车的性能及价值比非常高，造型也更年轻化，在世界范围内的销售都非常火爆。但若单纯的说欧美系汽车和日系的汽车孰好孰坏，这实在难以定论１．美国平均每１．３人就有一辆汽车，每１．８人就有一辆轿车。

２．加拿大平均每１．６人有一辆汽车，每２人就有一辆轿车。３．澳大利亚平均每１．７人有一辆汽车，每２．２人有一辆轿车。４．法国平均每２人有一辆汽车，每２．４人有一辆轿车。

５．瑞士平均每２人有一辆汽车，每２．２人有一辆轿车。

６．日本平均每１．９人有一辆汽车，每２．９人有一辆轿车。７．英国平均每２．１人有一辆汽车，每２．３人有一辆轿车。８．瑞典平均每２．２人有一辆汽车，每２．４人有一辆轿车。

９．奥地利平均每２．１人有一辆汽车，每２．１人有一辆轿车

五、未来汽车将呈八大特点

美国《汽车新闻》杂志对目前每年生产5000万辆汽车的统计，预测国际市场汽车结构将出现以下八大特点。

1．柴油机被更多的轿车所采用，欧洲装备柴油机的轿车已越来越多。2．汽油机技术发展的标志之一是电控燃油喷射发动机将取代化油器发动机。欧共体已明确规定：今后生产的汽油机汽车必须装备电控燃油喷射系统。

3．电动汽车将进入实用阶段。随着低价格、高能量和长寿命新型电池的研究发展，以及人们对环保的强烈呼声，电动汽车将逐渐在各大城市成为一种代步工具。

4．汽车安全标准将会更加严格。为保证汽车可靠性和稳定性，ABS也将逐渐成为一些车型的标准装置；安装保障乘客的气囊装置的数量将逐渐增加，一些车型甚至装备侧面气囊；三点自动上肩式安全带、防侧撞杆及钢制链都将装备到各种类型的汽车上。

5．使用更多替代钢的轻型材料，以降低车重。铝合金、镁合金及碳素纤维等轻质材料在汽车制造上的应用将增多。

6．各种电子装置将在汽车上更多地应用，如电子发动机锁，它使偷车贼无法下手；全球卫星定位系统使驾驶人员无论身处何处，都不会迷路。7．载货汽车将改进现有的动力装置。使用一种更加有效的动力装置，可以使目前的载货汽车拉得更多、跑得更快。

8．前轮驱动汽车将有所增加，发动机横置技术进一步发展，将使汽车更省油、更为经济；一些大型汽车也将采用前轮驱动方式，如新奥迪AB 等。

六、我国汽车简历

我国的第一辆汽车于1929年5月在沈阳问世，由张学良将军掌管的辽宁迫击炮厂制造。张学良让民生工厂厂长李宜春从美国购进“瑞雪”号整车一辆，作为样车。李宜春将整车拆卸，然后除发动机后轴、电气装置和轮胎等用原车零件外，对其它零件重新设计制造，到1931年5月历时两年，终于试制成功我国第一辆汽车，命名为民生牌75型汽车，开辟了中国自制汽车的先河，终究是值得钦佩的。

我国最早进口汽车是在1901年(清光绪二十七年)，是匈牙利人李恩时(Leine)将两辆汽车带人上海。一辆是凉篷式汽车，另一辆是折叠式软篷，前排为双轮座席，车轮是木制的，外面包上实心橡胶轮胎。采用转向盘、转向带和梯形结构控制行驶方向。照明用煤油灯，喇叭是手揿的。这两辆车在上海招摇过市，引起轰动。

自1953年7月第一汽车制造厂动工兴建，1956年7月投产，1957年7月13日我国生产出第一辆载货的解放牌汽车，又于1958年5月，我国第一汽车制造厂自行研制设计生产了第一辆与当时政治风云起伏

颠簸、荣辱与共的红旗牌轿车，被誉为“东方神韵”。几十年来，我国汽车工业得到了快速的发展。特别是改革开放以来，汽车生产采用了各种高科技及人性化的安全及便利设施，汲国外汽车科研之精华。不仅秉乘了传统的坚固造型，更具时尚汽车的柔媚风貌，线条流畅，驾乘舒适的“座驾”新宠不断诞生。

第一阶段50年代，全盘从苏联引进技术，填补汽车空白，建成一汽和一批改建或新建的附件厂；第二阶段是60年代，主要是改造汽车修配厂如上海、北京和天津；第三阶段是70年代，自力更生，独立自主建成二汽和陕汽；第四阶段即80年代，引进国外先进技术和资金，

加速赶上世界先进水平。‘三大三小’的布局。（上海、一汽、二汽、北汽、天汽、广州）。真正使中国汽车大发展的是21世纪。可以说到了少年时期。（全国除西藏宁夏甘肃山西青海）

2004年，全世界共生产汽车5000万台，我国共生产汽车500万辆，其中轿车250万辆，成为世界第三大汽车生产国，汽车大量进入家庭。汽车热带来汽车换型热，汽车模具供不应求。

第二章汽车基础知识

2.1 汽车基本类型和我国汽车车型的编号规则（GB/T9417-1988）

□□7 〇〇〇□□

比如：TJ 7100 UL 天津生产的第一代夏利三箱轿车，排量约1000 cc

CA1091一汽生产的第二代载货汽车，总质量9310 kg

SY6482沈阳生产的第三代客车，总长约4800 mm

汽车分类国家标准(GB9417-89) 中国汽车划分为８大类：

现有小型汽车的国际分类

2.2车零部件的编号规则

总成分组：5100地板总成；6100前门总成；6200 后门总成；5300 前

围总成

5700顶盖总成5400 侧围总成；6300 背门总成5600 后围总成；

8400 发动机仓总成；

按QC/T265-1999的规定，我国汽车零部件按7位数编号

5101地板零件5101010 地板总成5101011 地板

5301前围零件5600 后围（行李厢）5700 顶盖

5401侧围零件8400 发动机仓

6101前门零件

6106 前门铰链

2.3汽车基本结构，发动机、底盘、车身、电气装置

制动系

动力总成传动系行走系车身总成

转向系

2.3.1 动力总成：发动机离合器变速箱

2.3.2 发动机：将燃料的化学能转化为机械能

按燃料的不同可分为：汽油机柴油机其他（液化气太阳能电能）

按燃料燃烧方式的不同可分为：点燃式压燃式电喷式汽油机与柴油机的特性与异同

燃烧方式

工作特性

电喷式发动机简介

通过对发动机使用环境的检测，令燃料在最佳状态燃烧

2.3.3离合器

接合与切断动力

机械式离合器与液力偶合器（自动挡）

2.3.4变速箱

根据路况而改变车速，令发动机处于较佳工作状态

2.3.5前桥

前置前驱：驱动、转向与承重

前置后驱：转向与承重

2.3.6后桥

前置前驱：单纯承重

前置后驱：驱动与承重

2.3.7制动系

手制动

脚制动

双管路

2.3.8转向系

通过方向盘、转向机、转向拉杆系统的作用控制汽车的行

驶方向

2.4名词解释：

2.4.1轴距：前轴中心距后轴中心的距离；如为三轴则指前轴中心至后轴与中轴中心间的距离MM；

2.4.2轮距：同一车桥左右轮胎胎面中心线间的距离；如为双轮胎则为一端两论中心到另一端两论中心的距离MM；

2.4.3 前悬：汽车最前端到前轮中心的距离；

2.4.4后悬：汽车最后端到后轮中心的距离；

2.4.5 最小转弯半径：汽车转弯时转向中心到汽车外侧转向车轮轨迹

间（或前椅子板的外缘）的最小距离；

2.4.6最大车速：汽车在平坦公路上行驶所能达到的最高车速；

2.4.7 加速性：常用原地起步加速时间（汽车由第I档起步并以最大

的加速度逐步换到最高档后到达某一预定的距离或车速所需的时间）和

超车加速时间来表明；

2.4.8百公里油耗：在一定的恒定速度下行驶100公里所消耗的燃油

量；

一般取60公里/小时；

2.4 .9 承载、半承载式（非承载）式车身：承载式是指：汽车整个载荷

都通过车身传到车轮上（一般的轿车如此）；非承载式是指汽车整个载荷

通过车架（底盘）传到车轮上（越野车等）。半承载式是纵梁直接和车身

焊在一起；

2.4 .10三箱（两箱）车：前围、后围板把车体内空间分为发动机仓，乘驾仓和行李厢的叫三厢；无后围板的叫两厢式。

2.4 .11通过性：用地隙值（汽车满载时，汽车的最低点距地面的距离）接近角（汽车最前端最低点处所做的前轮切线与地面的夹角）、离去角（汽车最后端最低点处所做的后轮切线与地面的夹角）；

第三章车身结构

3.1 车身的承载形式：

车身壳体按照受力情况可分为非承载式、半承载式和承载式(或称全承载式)三种。

3.21.1 非承载式车身的特点是车身与车架通过弹簧或橡胶垫作柔性连接。在此种情况下，安装在车架上的车身对车架的加固作用不大，汽车车身仅随本身的重力，它所装载的人和货物的重力及其在汽车行驶时所引起的惯性力和空气阻力。而车架则承受发动机及底盘各部件的重力，这些部件工作时通过其支架传递的力以及汽车行驶时由路面通过车轮

和悬架传来的力(最后一项对车架或车身影响最大)。

非承载式车身的优点：

①由于底盘的质量大，从而能够降低或减缓由路面传至车身上的各种冲击，提高车身寿命o

（2）车身与车架之间通道弹性悬置装置连接，能达到一种良好的隔振效果，提高乘坐舒适性。

发动机不是直接固定在车身上，噪声不易传人车内。

③车辆发生碰撞时，车架吸收一部分撞击能量，安全性得到提高。

④车身承载系数小，便于变型车的开发，以及车身外形的变化和换型设计。

⑤由于底盘和车身是分别作为组件先行装配的，并在最后装配之前能够单独进行检查、试验和必要的调试，简化了总装配过程。

缺点主要是整车质量增大、地板高、车身高等。

非承载式车身设计中应注意的技术问题：

①由于车身悬置装置的弹性特性、悬置点数和悬置点位置的设计，对车辆结构中车身所承受的整车刚性的程度有很大的影响，应根据整车设计需要合理进行设计，正确确定车架和车身结构的刚度分配。

（2）从现代轿车轻量化设计要求出发，逐渐减小车架的断面高度，而由车身来承担更多的载荷已成为设计趋势。

（3）从侧面发生碰撞来看，除车架能吸收一部分能量外，车身侧壁的结构应与承载式车身类似，但门槛应布置在车架纵梁中部的外侧旁边。

3.1.2 承载式车身的特点是汽车没有车架，车身就作为发动机和底盘各总成的安装基础。在此种情况下，上述各种载荷全部由汽车车身承受。

承载式车身的优点：

①由于车身所有承载构件采用刚性焊接，有利于车身结构最佳化设计。从而可实现车身质量小，刚度高，并且降低成本。

②室内可利用的有效空间增大，可降低地板和整车高度。车门门槛降低，使上下车更

方便。

（3）制造工艺性好，生产率高。

缺点主要有：振动、噪声易直接传入车内，车身损坏后难以修复，不利于车身变型等改型设计。

承载式车身设计中应注意的技术问题：

①车身刚性高是承载式车身的重要特征。设计中在保证必要的刚度条件下，努力降低车身的质量，是这类车身结构设计中必须解决的问题。为了使车身壳体能有效地承担载荷，设计中保证车身各部分的刚性平衡非常重要o

②为使车身能满足刚度和强度的要求，结构设计中采用各种结构加强措施是有必要的。如构件上冲压出加强筋和满足车身外形设计要求的各种曲面形状，增加结构加强梁等。

（3）由于底盘所有部件被安装在车身上，设计中应采取措施减小振动和噪声向车内的传人。

④正确布置和设计发动机、悬架等总成部件在车身上的支点位置和装配方式，合理设计局部结构加强件，以改善车身的受力情况。

3.1.3 （半承载式车身）的特点是车身与车架用螺钉连接、铆接或焊接等方法刚性地连接。在此种情况下，汽车车身除了承受上述各项载荷外，还在一定程度上有助于加固车架，分担车架的部分载荷。

3.1.4 适用性

为了减小汽车的整车质量和节约材料，大多数中级、普通级、微型轿车和部分客车车身常采用承载式结构。货车驾驶室只占汽车长度的小部分，不可能采用承载结构。

没有完整的封闭构架的开式车身(敞篷车)也很难采用承载式结构。高级轿车车身如果为了提高汽车的舒适性，减轻发动机及底盘各总成工

作时传来的振动及汽车行驶时由路面通过车轮和悬架传给车身的冲击，则可采用非承载式结构。

轿车车身和货车驾驶室都没有明显的骨架，而是由外部覆盖零件和内部钣件焊合而成的空间结构。

承载式车身的地钣有较完整(厚度也较大)的纵、横承力元件，其前部有两根断面尺寸较粗大的纵梁，它们往往与两侧的前挡泥钣和前面的散热器固定框等焊接成刚性较好的空间构架，以便直接安装发动机和前悬架等部件并承受其工作载荷。

与此相反，非承载式轿车(长头式货车的情况亦相同)的车身前部就较薄弱，其车前钣制件通常不是焊接在车身壳体上，而是用螺钉相互连接起来并安装在车架上.

3.2 汽车的坐标系规定：

3.2.1非承载式：在额定满载情况下，Z0平面为底盘大梁的平面部分的上平面，X0平面为过两前轮中心的连线且垂直于Z0平面的平面，Y0平面同时垂直于Z0平面和X0平面的平面（为过前轴中心和后轴中心连线且垂直于Z0平面的平面）；

3.2.2承载式：在额定满载情况下，Z0平面为地板的平面部分，其余与非承载式相同。

3．3 汽车车身发展概况

马车型：著名的福特T 型车是马车型汽车的佼佼者。

箱型汽车：1915年生产出一种不同于马车型的汽车，其外形特点很像一只大箱子，并装有门和窗，人们称这类车为“箱型汽车”。

甲壳虫型汽车： 1934年，流体力学研究中心的雷依教授，采用模型汽车在风洞中试验的方法测量了各种车身的空气阻力，这是具有历史意义的试验。

船型汽车：1945年，福特汽车公司重点进行新车型的开发，经过几年的努力，终于在1949年推出了具有历史意义的新型V8型福特汽车。因为这种汽车的车身造型颇像一只小船，所以人们称它为“船型汽车”。

鱼型汽车：1952年，美国通用汽车公司的别克牌轿车开创了鱼型汽车的时代。

楔形汽车：楔形造型主要在赛车上得到广泛应用。因为赛车首先考虑流体力学(空气动力学)等问题对汽车的影响，车身可以完全按楔形制造，而把乘坐的舒适性作为次要问题考虑。如20世纪80年代的意大利法拉利跑车，就是典型的楔形造型。楔形造型对于目前所考虑到的高速汽车来说，无论是从其造型的简练、动感方面，还是从其对空气动力学的体现方面，都比较符合现代人们的主观要求，具有极强的现代气息，给人以美好的享受和速度的快捷感。 日本丰田汽车有限公司的MR2型中置发动机跑车(尾部装有挠流板)，可以称之为楔形汽车中的代表车。

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3．4 车身基本结构:主要总成件：

3．4．1发动机仓

车身前部结构又称车前板金件。其主要功能是形成发动机舱(发动机前置车辆)，为发动机及附件提供一个护罩；防止前轮甩泥；外观上体现车身造型设计要求。

内部空间紧张，要布置很多机构，要安置发动机、前桥、前大灯、电瓶等重要部件。

所以内板要焊各种支架，有很多孔，还要满足各种机构的安装空间，因此形状复杂；

既要有足够的刚性和强度，又要能“吸能缓冲”，因此加强板复杂；

发动机罩内外板，左右翼子板，左右挡泥板，左右悬架支座，散热器支架，前大灯安装架，前纵梁、前横粱，保险杠安装托架等组成。

除发动机罩和左、右前翼子板等外覆盖件是可拆的外，一般将其他车前板

金件与车身主体焊接在一起，以形成一个空间四周封闭的车身前部承载体。

机盖外板是极重要的外观区域，为A级曲面，要求很高，属于外覆盖件应符合车身造型的要求。

为保证撞车时对乘员的保护，车身前部结构的纵向刚性要合理设计。强度设计为有目的的分级状态，以使车身撞击时，前部结构本身被压缩、变形，吸收撞击能量。从而防止发动机被撞入座舱内；防止转向机构被撞后移；保证座舱变形最小；减小

撞车时座舱部分的加速度。

3．4．2前围结构

轿车车身前围是分隔车身前部与座舱的结构总成。一般由前围上盖板、前围板、前图侧扳和转向柱支架粱等构件组成。

车身前围对保证车身的扭转刚度、改善座舱舒适环境和提高撞车时的安全性等起着重要的作用。

轿车车身前围结构的功能要求

在车身设计中，一股从车身的刚度和强度，室内空间大小、环境和总布置，以及附件的安装等方面出发对轿车车身的前围结构提出如下功能要求。

(1)支承并安装前风窗玻璃；

(2)支承转向柱；

(3)确保车身扭转刚度；

(4)提高撞车安全性，并控制座舱前壁和转向柱在撞车后的向后位移量；

(5)构成发动机舱和座舱之间的隔壁，与车身总布置有关，应具有良好的密封、隔振和隔音效果；

6)设置外部空气吸人口和通风道

(7)安装空调装置及其通风风道；

(8)支承和安装仪表板；

(9)安装制动器、离台器踏板支架；

(10)安装雨刮器等附件。