汽车车身制造工艺学

国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》指出，要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指引，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以深化供给侧结构性改革为主线，坚持电动化、网联化、智能化发展方向，深入实施发展新能源汽车国家战略，以融合创新为重点，突破关键核心技术，提升产业基础能力，构建新型产业生态，完善基础设施体系，优化产业发展环境，推动我国新能源汽车产业高质量可持续发展，加快建设汽车强国。
制造工艺在汽车工业中的重要性是毋庸置疑的。对于一辆性能优良的汽车，如果说设计是基础，材料是条件，制造是手段的话，那么工艺就是保障。完美的设计、新型的材料、优秀的技术，都只有通过工艺才能完整地表达出来。因此，为了培养新世纪汽车制造技术的关键人才，我们编写了此书作为教材。
本书主要有以下特点：
1.构建新形态教材，通过构建包含微课视频、加工工艺动画、课程线上平台等方式，致力打造一本由纸质课本、数字化多媒体资源及网络学习平台有机结合的多层次立体化教材。
2.本书编写时遵循“强调工艺基础理论，突出汽车制造特点，反映当下时代需求，注重学生多元培养”的指导思想和“立足传统，引领前沿”的贯通式内容编排理念，采用“校企联合编撰，理论结合实践”的教材编写方式。
3.融入课程思政，将“立德树人”作为人才培养的根本任务，通过贯穿制造业发展历史、国家制造强国战略及其背后蕴含的科学观、价值观和哲学思想，同时融入工匠精神、家国情怀、职业道德和个人品德等育人内容。
本书主要包括绪论、车身冲压工艺、车身装焊工艺和车身涂装工艺四篇内容。绪论篇主要介绍了汽车车身的发展现状、趋势、关键技术及轻量化材料。车身冲压工艺篇主要介绍了冲压工艺概论、冲裁工艺、弯曲工艺、拉深工艺、局部成形工艺、汽车覆盖件冲压工艺及冲压设备。车身装焊工艺篇主要介绍了车身装焊方法、装焊夹具及装焊工艺性。车身涂装工艺篇主要介绍了车身用涂料、涂装前表面处理以及涂装工艺及设备。
本书由赵万忠、王春燕主编，秦亚娟、栾众楷、周健豪、周冠为副主编，其他参加编写的人员有曹铭纯、钟怡欣、孟琦康、陈钰庭、薛子宽、梁玉福、张文彬、董坤、王睿、吕远飞、叶宇林。另外，为了让学生易学易懂，书中引用了一些图片、案例等，在此对资料的作者表示衷心的感谢。
由于汽车车身制造工艺学是一门综合性学科，内容涉及众多专业的高技术领域，再加之编者水平有限，错误和疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。
编者

汽车车身制造工艺是一门综合性专业技术，主要包括金属板料冲压、装配焊接、表面涂装等重要技术。本书从上述技术的基本理论知识入手，从制造工艺过程到技术装备特点，从基础概念到应用实例，从产品质量标准到文明生产要求，从国内汽车车身制造基本技术现状到国内外发展趋势，循序渐进，深入浅出，较全面系统地叙述了汽车车身制造的基本知识。在理论探讨、结构思想、运算方法等方面均注意到了科学性和逻辑性。
本书可作为高等工科院校汽车专业的教材，也可供从事汽车车身设计与制造的科研人员和工程技术人员参考。

赵万忠，南京航空航天大学教授，博士生导师，能源与动力学院副院长，担任车辆分布式驱动与智能线控技术江苏省工程研究中心主任、车辆工程国家一流专业建设点负责人。

前言
二维码清单
第1篇绪论
第1章汽车车身制造工艺概述2
1.1汽车车身概述2
1.2汽车车身发展现状3
1.3汽车车身对制造工艺的需求4
思考题1 6
拓展阅读1 7
第2章汽车车身用材料9
2.1高强度钢9
2.1.1汽车车身用高强度钢11
2.1.2高强度钢发展趋势11
2.2轻金属12
2.2.1汽车车身用轻金属材料12
2.2.2轻金属材料发展趋势13
2.3复合材料14
2.3.1汽车车身用复合材料15
2.3.2复合材料的发展趋势16
思考题2 16
拓展阅读2 16
第2篇车身冲压工艺
第3章冲压工艺概论20
3.1冲压工艺特点及分类20
3.1.1冲压工艺的特点20
3.1.2冲压工序的分类21
3.2冲压成形理论基础24
3.2.1塑性成形的基本概念24
3.2.2塑性力学基础26
3.2.3塑性变形的基本规律29
3.3冲压成形性能及冲压材料33
3.3.1冲压成形性能33
3.3.2冲压材料35
3.3.3冲压加工的特点37
3.4冲压工艺的发展38
3.4.1冲压工艺的新技术38
3.4.2冲压工艺的发展趋势42
思考题3 43
拓展阅读3 44
第4章冲裁工艺46
4.1冲裁的变形过程46
4.1.1冲裁分离过程46
4.1.2冲裁件断面特征48
4.1.3影响冲裁件断面质量的因素49
4.2冲裁间隙50
4.3冲裁模刃口尺寸50
4.3.1刃口尺寸确定的原则50
4.3.2刃口尺寸的计算51
4.4冲裁力52
4.4.1冲裁力的计算52
4.4.2降低冲裁力的措施52
4.4.3卸料力、推件力和顶件力54
4.4.4压力机所需总冲压力的计算54
4.5冲裁件的工艺设计55
4.5.1冲裁件的工艺分析55
4.5.2冲裁工艺方案的确定58
4.6冲模59
4.6.1冲模种类59
4.6.2冲裁模设计59
思考题4 62
拓展阅读4 62
第5章弯曲工艺64
5.1弯曲变形分析65
5.1.1弯曲变形过程65
5.1.2弯曲变形特点66
5.1.3弯曲变形的应力与应变状态67
5.2弯曲件质量分析和控制68
5.2.1回弹68
5.2.2弯裂72
5.2.3偏移75
5.3弯曲工艺计算75
5.3.1弯曲工艺力的计算76
5.3.2弯曲件毛坯尺寸的计算77
5.4弯曲件工艺性分析78
5.5现代弯曲工艺80
5.5.1液体填充弯曲成形80
5.5.2激光弯曲成形81
思考题5 83
拓展阅读5 84
第6章拉深工艺85
6.1拉深变形过程分析85
6.1.1拉深变形过程及特点85
6.1.2拉深时毛坯应力和应变状态及分布88
6.2拉深件的质量分析与控制91
6.2.1起皱91
6.2.2拉裂97
6.2.3学科交叉解决拉深缺陷难题99
6.3拉深工艺计算100
6.3.1圆筒形件的拉深工艺计算100
6.3.2非直壁旋转件拉深分析108
6.3.3盒形件拉深分析110
思考题6 112
拓展阅读6 112
第7章局部成形工艺114
7.1胀形工艺114
7.1.1胀形工艺概述114
7.1.2平板毛坯胀形116
7.1.3空心毛坯胀形119
7.2翻边工艺120
7.2.1翻边工艺概述120
7.2.2内孔翻边122
7.2.3外缘翻边125
7.3校平和整形126
7.3.1校平126
7.3.2整形127
7.3.3校平、整形力的计算128
思考题7 128
拓展阅读7 129
第8章汽车覆盖件冲压工艺130
8.1汽车覆盖件的冲压特点130
8.1.1汽车覆盖件概述130
8.1.2汽车覆盖件分类131
8.1.3汽车覆盖件冲压成形特点131
8.2汽车覆盖件拉深工艺设计132
8.2.1覆盖件拉深工艺设计原则132
8.2.2拉深方向确定133
8.2.3工艺补充部分135
8.2.4压料面139
8.2.5工艺孔和工艺切口141
8.2.6拉深筋142
8.3汽车典型覆盖件冲压工艺实例148
8.4汽车覆盖件加工新工艺153
8.4.1铝合金的热冲压工艺153
8.4.2充液拉深工艺155
8.4.3一体压铸工艺156
思考题8 156
拓展阅读8 157
第9章冲压设备159
9.1压力机的分类159
9.1.1曲柄压力机159
9.1.2液压机165
9.1.3伺服压力机166
9.1.4多工位压力机167
9.2冲压生产的自动化167
9.2.1冲压自动化生产线的分类167
9.2.2冲压自动化系统构成169
思考题9 173
拓展阅读9 173
第3篇车身装焊工艺
第10章车身装焊方法176
10.1汽车装焊基础176
10.2电阻焊179
10.2.1电阻焊概述179
10.2.2电阻点焊及工艺181
10.2.3电阻缝焊及工艺195
10.2.4电阻凸焊及工艺198
10.2.5电阻焊设备201
10.3二氧化碳气体保护焊202
10.3.1概述202
10.3.2二氧化碳气体保护焊的冶金特点203
10.3.3二氧化碳气体保护焊的工艺规范207
10.3.4二氧化碳气体保护焊设备208
10.4激光焊212
10.4.1概述212
10.4.2激光焊的原理212
10.4.3激光焊工艺214
10.4.4激光焊设备216
思考题10 217
拓展阅读10 218
第11章装焊夹具219
11.1概述219
11.2装焊件在夹具上的定位和夹紧220
11.2.1定位220
11.2.2夹紧225
11.3车身装焊夹具231
11.3.1合件、分总成装焊夹具231
11.3.2车身总成装焊夹具235
11.4柔性车身装焊夹具237
思考题11 240
拓展阅读11 240
第12章装焊工艺性242
12.1车身制件分块242
12.2焊接结构243
12.3其他装焊工艺性问题245
12.4装焊生产线247
12.5汽车装焊实例251
思考题12 253
拓展阅读12 253
第4篇车身涂装工艺
第13章车身涂装基础256
13.1车身涂装特点及功能256
13.2涂装的三要素257
思考题13 258
拓展阅读13 258
第14章汽车车身用涂料260
14.1概述260
14.1.1涂料的组成260
14.1.2涂料的分类和命名262
14.1.3车身油漆涂层的分组263
14.2车身用底漆264
14.2.1车身用底漆的特点264
14.2.2车身常用底漆264
14.3车身用中间层涂料268
14.3.1车身用中间层涂料的特点268
14.3.2常用车身用中间层涂料269
14.4车身用面漆269
14.4.1车身用面漆的要求269
14.4.2车身用面漆的分类270
思考题14 271
拓展阅读14 271
第15章涂装前表面处理273
15.1漆前表面处理概述273
15.2脱脂清洗处理274
15.2.1碱液清洗脱脂法274
15.2.2乳化剂清洗脱脂法276
15.2.3有机溶剂脱脂法276
15.3除锈和去氧化层277
15.3.1机械除锈法278
15.3.2化学除锈法及其用材278
15.4磷化处理281
15.4.1概述281
15.4.2磷化处理的机理282
15.4.3汽车磷化处理过程282
15.4.4影响磷化的因素283
15.5表面处理与环保284
思考题15 285
拓展阅读15 285
第16章车身涂装工艺及设备287
16.1车身涂装的典型工艺287
16.1.1涂装前处理、涂底漆工艺287
16.1.2中涂、面漆涂装工艺288
16.2涂漆方法及设备290
16.2.1浸涂290
16.2.2刷涂290
16.2.3电泳涂漆291
16.2.4喷涂293
16.2.5静电粉末涂饰295
16.3涂膜干燥和固化296
16.3.1涂膜的自然干燥297
16.3.2涂膜的人工干燥297
16.3.3涂膜的固化298
思考题16 299
拓展阅读16 299
参考文献301

汽车车身制造工艺是一门综合性专业技术，主要包括金属板料冲压、装配焊接、表面涂装等重要技术。本书从上述技术的基本理论知识入手，从制造工艺过程到技术装备特点，从基础概念到应用实例，从产品质量标准到文明生产要求，从国内汽车车身制造基本技术现状到国内外发展趋势，循序渐进，深入浅出，较全面系统地叙述了汽车车身制造的基本知识。在理论探讨、结构思想、运算方法等方面均注意到了科学性和逻辑性。
本书可作为高等工科院校汽车专业的教材，也可供从事汽车车身设计与制造的科研人员和工程技术人员参考。

赵万忠，南京航空航天大学教授，博士生导师，能源与动力学院副院长，担任车辆分布式驱动与智能线控技术江苏省工程研究中心主任、车辆工程国家一流专业建设点负责人。