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教学成果

汽车钣金教研论文

                                                       ----薛连胜

    随着人民的生活水平不断提高,汽车工业的飞速发展,国内汽车保有量的急剧增长,汽车碰撞事故也呈快速上升趋势。据专业资料统计,从2000年到2007年连续8 年中,汽车维修中的钣金维修约占全部维修工作量的27%。而在国内约50万家汽车维修企业中,只有不到10%的企业具有维修大型事故车的能力,其余只能从事小型事故车的维修。随着这种趋势的发展,汽车钣金维修业务逐渐被看好,各类的职业院校也都在新建或加大钣金维修专业培训,各类汽车维修站、修理厂甚至美容店纷纷加大在钣金维修业务的投资力度.

    车辆被撞击受损之后,钣金维修工作也就随之开始了。从事故车进厂后的损伤分析到钣金工的诊断测量,从“手术台”上的拉伸校正到焊机镐锤下的局部整修,从钣金件的装复到车辆的调试,在各项工艺流程中,专业技术人员要用种类繁多、形式各异的设备工具如大梁校正仪、电子测量系统、钣金修复机、焊机以及各种打磨切割等工具,采用各种各样的检测维修技术,确保车辆在几何尺寸和使用性能方面恢复到原车水平。本专题将以事故车的专项修理过程为主线,逐项进行分析探讨,让大家深入了解汽车钣金维修工艺及现代化汽车维修设备在事故车维修中的应用。

 

1.  汽车车身发展简史

   汽车自诞生至今已有112年的历史,经历了马车型汽车,箱型汽车,甲壳虫型汽车,船型汽车,鱼型汽车以及楔型汽车等六个阶段的演变。总结历史,是为了展望未来。下面就借本人收藏的汽车模型向各位介绍一下各历史时期的风格特点。
马车型汽车

    1885年制造第一辆摩托车,1886年发明第一辆汽车。从19世纪末到20世纪初,世界上相继出现了一批汽车制造公司,除戴姆勒和奔驰公司外,还有美国的福特,英国的劳斯莱斯、法国的雷诺、标致、雪铁龙、意大利的菲亚特等。这个时期,人们的主要精力在不断改进汽车的机械结构方法。即想办法让汽车行驶起来,速度要快,操纵要稳定。在车身造型方面还没有专门的设计人才,大家都不约而同地沿用马车的型式,因此,当时人们把汽车称为无马的“马车”。
箱形汽车

    马车型汽车一般都是敞蓬和活动式布篷,很难抵挡风雨的侵袭。为了进一步改善乘坐的条件,美国福特公司在1915年生产出一种新型的福特T型车。这种车的驾驶室很像一只大箱子,并装有门和窗,人们把这类车称为“箱型汽车”。中国人引进后与中国的轿子相比,的确有异曲同工的味道,因此,“轿车“的名字由此而生。
    汽车进入20世纪的20年代,随着汽车的普及和生活节奏的加快,人们对车速的要求也越来越高。有一个时候,人们通过提高发动机功率的办法来克服汽车阻力,使得车速加快。这样一来,发动机由单缸变成双缸,四缸、六缸、八缸。而且汽缸是一列排开,因而发动机罩也随之变长。那时曾有这样的倾向,认为发动机罩越长、则功率越大,车速越高。甚至出现不少故意把发动机罩夸张加长的汽车。这种“长头”汽车始于1920年、1930年前后达到高潮,之后由于V型排列的发动机出现便很快消失了。1929年的布加迪皇家41型系列就是这类长头车的典范。
甲壳虫型汽车 随着汽车速度的提高,空气阻力成为汽车前进的最大障碍。显然,箱型汽车不够理想。因为它的阻力大,前窗玻璃、车顶、特别是汽车后部都会产生空气涡流的阻力,消耗了汽车的大部分动力。因此,人们开始运用流体力学原理研究汽车车身的造型,找到了前圆后尖的造型阻力较少这一规律。

   1934年,美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车,首先采用了流线型的车身外型,从名字上我们就知道,这是一辆经空气动力学研究的产物。但在消售方面,“气流”遭到惨败,其原因是超越了时代的欣赏能力,不过它却宣告了汽车造型新时代的开始。
 由保时捷博士设计的德国大众甲壳虫(Beetle),经过自然淘汰而生存下来的甲壳虫的自然美被如实地运用到车身造型上,甲壳虫不但能在地下爬,也能在空中飞,形体阻力很小,保时捷最大限度地发挥了甲壳虫的外形长处,成为同类车中之王。自1949年大批生产后,畅销世界各地,同时以同一车型累计生产超过2000万辆的记录著称于世。从而使“甲壳虫”车成为世界上最流行的汽车。
船型汽车 1949年福特公司推出了福特V8汽车,这种车型改变了以往汽车造型模式、使前翼子板和发动机罩,后翼子板和行李舱溶于一体,大灯和散热器罩也形成整体,车身两侧是一个平滑的面,驾驶室位于中部,整个造型很象一只小船,因此,我们把这类车称为“船型汽车”。从50年代至今,不论是美国还是欧亚大陆,不管是大型车或中、小型车都采用船型车身。从而使得船型造型成为世界上数量最多的一种车型。而50年代末期,美国还流行过一段模仿飞机的带垂直尾翼的船型车。经过进一步研究表明,垂直大尾翼除了给人视觉享受之外,对汽车性能百害而无一利。因此我们称它是华而不实的尾翼。
    鱼型汽车船型汽车尾部过分向后伸出,形成阶梯状,在高速行驶时会产生较强的涡流,为了克服这一缺点,人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜,倾斜的极限即成为斜背式。由于这个背部很象鱼的背脊,所以这类车称为“鱼型汽车”。
楔型汽车为了从根本上解决鱼型车的升力问题,科学家们设想了种种方案,最后终于找到了一种楔型造型。就是将车身整体向前下方倾斜,车身后部像刀切一样平直,这种造型有效地克服了升力。目前,各种身价过百万元的超级跑车设计都基本上采用楔型。各大车厂也都开发带有楔型效果的小客车,如两厢式旅行车,子弹头面包车等形式的轿车。这些汽车的外形清爽利落,简洁大方,具有现代气息,给人以美的享受。汽车造型发展到鱼型、关于空气阻力的问题就基本上解决了,楔型继承了这一成果,并有效地克服了鱼型车的升力问题,使汽车的行驶稳定性有了显著的提高,因此,楔型车成为当今较为理想的车身造型。

2.现代轿车车身结构特点

    汽车车身结构主要包括:车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等等。

    车身壳体是一切车身部件的安装基础,通常是指柱等主要承力元件以及与它们相连接的钣件共同组成的刚性空间结构。客车车身多数具有明显的骨架,而轿车车身和货车驾驶室则没有明显的骨架。车身壳体通常还包括在其上敷设的隔音、隔热、防振、防腐、密封等材料 及涂层。

    车门通过铰链安装在车身壳体上,其结构较复杂,是保证车身的使用性能的重要部件。钣等。这些钣制制件形成了容纳发动机、车轮等部件的空间。

 

2.1承载式车身

适用:承载式车身是目前轿车的主流,在大中型客车上也得到广泛应用。

将车架和车身二合为一,重量轻,可利用空间大,重心低。刚度(尤其是抗扭刚度)不足也是承载式车身的一大缺陷承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置,车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高,它具有质量小、高度低、装配容易等优点,大部分轿车采用这种车身结构。对承载式车身而言,由于整个车身都参与承载,强度较好,因此可以减轻车身的自重而无需车架,车室内空间可增大,地板高度可降低,整车的高度也可下降,有利于提高轿车的行驶稳定性和上、下车的方便性承载式车身的制造工艺性好、生产效率高。当汽车发生碰撞时,车身具行均匀受载和将载荷扩散的能力、车身局部变形对轿车室内的影响较小,乘载式车身的它要缺点是:振动和噪声直接传至乘客宰、影响乘坐的舒适性;车身损坏后修复难度大。

 

2.2汽车车身的各种装置

汽车车门及其附件:顺开、逆开、推拉、折叠、外摆等;

刮水器、洗涤器、除霜器;

通风、取暖、空气调节装置;

座椅、安全带;

其他装置;(音响、冰箱等)车窗

组成:挡风玻璃及密封条。

玻璃种类:钢化、区域钢化、夹层、除霜玻璃。

车窗损坏与修理

挡风玻璃及附件因撞击损坏以更换为主。

密封式前挡风玻璃,更换挡风玻璃不用更换密    

封胶条。(桑塔纳)

粘贴式的挡风玻璃,更换挡风玻璃时可能还要

更换挡风玻璃饰条(如夏利TJ7100型、奥迪100型等)。

 

3车身损伤的类型及车身修复具体操作方法

3.1轿车车身的损伤类型

磨损—钣金件相互接触的部位、销轴处、锁舌

腐蚀—钣金件腐蚀、主要是卷边处、油漆脱落处

变形—车身变形、撞击变形。

断裂—一般为撞击所至。

3.1.1磨损

车身各铰链孔轴间的转动处。门锁锁舌与锁扣间的撞击和滑动。锁舌台肩限位板面间的间断撞击。玻璃升降器齿轮接触齿间的滑动。铰链孔轴松旷导致车门下沉后,门下表面

与门框的摩擦。发动机罩下表面与散热器上表面及翼子板上表面的振动接触和相对错动摩擦等。各钣金件螺栓松动后的螺栓孔磨损,造成孔径增大。

3.1.2腐蚀

金属表面积有泥水,发生氧化反应而引起锈蚀。焊修后,未经防锈处理而引起锈蚀。接触化学药品而发生的化学腐蚀。

损坏部位驾驶室后围下裙部夹层。车门内外板下部底槽各车门与门框之间缝隙处。钣金件保护漆剥落或表面磷化处理层损坏处。

3.1.3裂纹和断裂

钣金件在制作成形或焊接过程中,产生的内应力。汽车行驶时,车身的不断振动使钣金件承受交变载荷以及碰撞。汽车急加速、紧急制动和转急弯时,使车身承受惯性力、离心力的作用。汽车通过路况差的路面时,各钣金件承受扭转力的作用

3.2钣金矫正与整形

钣金矫正是以手工方式为主并借助简单工具,对变形超过技术规定的构件进行修正使之恢复使用要求的作业方法,分为冷做法和热做法两种。冷做法    比较适于对车身构件变形的矫正,因为绝大多数车身构件对材料的选择性较强,热矫正很容易破坏金属材料的化学成分,使构件的刚度和强度下降。热做法     对那些变形较大的非重承载构件,冷做法难以恢复构件原有形状时,方可利用加热作为辅助手段加以矫正。

3.2.1车身线形的修整

对车身覆盖件上线形的修复,实际上也是钣金制筋的实际应用以及对起筋或隆起形状的整。车身线形的修复工艺步骤①划出基准线。修整前应先以车身原有型线为基准,划出应修复原标记线作为修整目标,当原有型线变形严重难以找到基准时,可利用对称原则由车身的另一例实测获得。②修复型线。对于向内的型线,可选择平面顶铁并包上一层豫橡胶作为顶托,用手锤轻轻敲击宽度适中的扁口(一般以60一100mm为宜),使棱线的线形逐渐清晰化;对于向外凸起的型线,往往不能在车身内侧进行锤击操作。属于轻度损伤时,可选择带刃口形状的顶铁沿内侧紧贴棱线上,并于外侧使用橡胶锤敲击相当于顶铁刃口部位的蒙皮,使型线得到修正并逐渐变得清晰。

3.2.2、钣件裂纹焊修

CO2气体保护焊用二氧化碳气体将焊接熔池与隔开,保护焊接部位的母材免受氧化;而且焊接电流小,可防止薄钢板因过热而导致强度下降及出现变形。采用二氧化碳保护焊机,可对任何厚度任何材质(甚至包括铝材)进行空间全位置的对焊、搭焊、角焊等作业。

气焊

气焊中常见的是氧—乙炔焊,它是利用乙炔和氧气在焊枪的混合气室内混合后,喷出并点燃产生高温使焊条和母体金属熔化焊接在一起的焊接方法。气焊还可进行钢板切割、钢板的变形矫正及铜钎焊作业。但气焊对钢板的热影响大容易引起零件变形,要谨慎使用。

电弧焊

电弧焊以焊条和焊件作为电源的两个电极,通以低压高强度电流,在焊条和焊件之间形

成电弧,电弧产生的高温,将焊条和焊缝处金属熔融使其焊接在一起。焊条电弧焊不适

合薄低碳钢板的焊接,主要使用在货车或大客车的车身、车架的焊接上。

电阻点焊

电阻点焊采用点焊机的焊炬通过电极夹臂向焊件施加压力,并导入焊接电流,使接触点熔化,而将焊接件焊接在一起。电阻点焊成本低、无毒无害、焊接强度高、金属不易变形,非常适合于对薄钢板的搭接焊,也是轿车车身制造中最常用的一种焊接方法。

3.2.3车身钣金件的切换

钣件若局部锈蚀或严重机械损伤而无法焊修或整形修复时,可采用挖补方法修复。汽车车身是由各钣金件通过铆接、螺栓连接、焊接等方法组成的一个整体。对铆接或螺栓连接的钣金件,构件之间的划分都比较明显,只要按组合单元拆除连接紧固件即可。但焊接方法连接时,构件之间界限不明显,如何确定切割范围及切割方式将影响到切换的效率和质量,还直接影响到车身钣件的结构强度。

4车身修复未来发展前景和方向

随着科学技术的不断发展,各种新技术不断地被应用到汽车车身上,从而对车身修复技术提出了更高的要求。

当代汽车车身技术的发展主要体现在汽车车身材料和结构上。

各种新材料不断地应用在车身上,目前汽车车身的主要材料为钢铁,但是少数较高档次的汽车已经开始采用铝作为车身材料,由于铝的特性与铁不同,因此就需要有新的修理方式与之配套。在热加工中对热量的控制也更为严格。

当代汽车车身结构在设计上最大限度地保证乘客的安全,从而在碰撞中大量的能量都被车身吸收,从而车身的修理难度也在进一步加大。

5车身修复从业人员要求与安全防护

5.1汽车车身修复从业人员现状

由于高新技术产品和电子装置广泛在汽车上的应用,诸如汽车电子点火系统、车用传感器、车载网络系统、停车辅助系统、汽车多媒体和导航系统,自动变速器、ABS等技术在车辆的普遍使用,基本上每个汽车修理企业都遇到过现代技术装备的车辆。为了保证汽车维修质量,提高修理水平,国标《汽车维修企业开业条件》对汽车维修企业,特别是一、二类汽车维修企业提出了新的要求,郑州市机动车维修行业管理部门结合郑州的实际情况,始终把贯彻国标融贯于对汽车维修企业的开业许可和汽车维修企业质量信誉考核的综合评价之中,进一步提高了郑州市汽车维修行业的综合维修能力.  汽车维修行业从业人员的现状  汽车维修行业现有从业人员近5万人,并以每年15-20%的速度增加从业人员。受传统观念的影响,汽车维修过去是一个不被看好的行业,汽车维修工经济收入一般且工作环境差、满身油污,一般城市青年很少选择这一工作,主要维修工来自农村,现在有所改观。 
5.1.1从业人员来源 
主要来自原有的国有、集体企业中的汽车修理工,投资人、会计、出纳等企业管理人员,近几年原籍的大、中专(职业技术)院校毕业的学生,占行业总人数20%。 
外地人员:汽车修理培训学校学员,原籍外地的大、中专(职业技术)院校毕业的学生,其他人员,占行业总人数80%。 
5.1.2从业人员基本构成 
投资人、其他管理人员如会计、出纳、仓库保管等及其后勤人员,约占从业人员的20%左右。  大、中专(职业技术)院校毕业生,约占从业人员20%左右,在4S店、特约维修站及较大规模效益较好的综合修理厂中比例会再高一些,达30%左右;三类汽车维修企业中基本没有。  汽车修理培训学校培训学员,约占从业人员20%。  工作五年以上的汽车修理工(非专业院校毕业)约占从业人员25%左右。5、农村进城的学徒(工作五年以下),约占从业人员15%左右。 
5.1.3修从业人员的技能优劣 
大、中专(职业技术)院校毕业生经过了系统理论学习,在校实际操作机会比较少,到修理班组经过2-3年的锻炼,理论、技能水平都是有很大提高,基本上都可以成为企业的业务骨干。  近几年,汽车修理培训学校培训学员,培训时间比较短,学校又都以盈利为目的,并且学员基本上都是农村初中文化程度且多为家中娇生惯养的独男,学习自觉性差,混日较多,因此理论和技能掌握较差,对汽车维修只是有个初步了解。  老的汽车修理工(非院校毕业)一般也是初中文化程度进城经熟人介绍跟师傅学汽车修理,经过老师傅多年帮带,又经多年实践,修过的同类车型故障以后一般能够解决,但是新技术、新车型、新故障解决能力差,一般是动手能力强,理论水平差,并且大多数不善于总结经验,不善于讲授技术。  汽车维修热门从业人员  熟悉掌握国标中要求必须配置的故障诊断、检测检验等设备的人员。  熟悉现代汽车发动机、底盘、电器维修,能进行“机电一体”维修的人员。 
5.1.4业人员使用方面及从业人员的通病 
在目前情况下,汽车维修企业与汽车维修从业人员签定订劳动合同,对有点企业有点约束,对汽车维修从业人员基本没有约束:企业可以随时解除劳动合同,汽车维修从业人员也可以随时另选高薪企业从业,维护已签订的劳动合同成本较高,所以企业、从业人员基本都放弃维护已签订的劳动合同。  行业管理部门对从业人员无序流动没有约束力。  一般汽车维修企业没有给员工交纳“三金”。  有的维修企业在政府要求下想给员工缴纳“三金”,员工个人缴纳部分个人不愿缴,他们认为钱在自己手中更保险。  因此,汽车维修行业从业人员一方面流动频繁无序,另一方面企业不愿在人才培训方面下功夫,下本钱。 
5.1.5从业人员管理 
针对汽车维修行业从业人员中存在的问题,要提高汽车维修行业整体素质,首先要提高汽车修理工的技术水平,为此,我们主要有以下做法:  行业协会树立了为企业服务思想,经常邀请国内有名的汽车维修专家讲授汽车最新维修技术,新工艺,免费组织维修企业从业人员参加学习。  积极宣传贯彻《道路运输从业人员管理规定》宣传机动车维修从业人员从业资格证的重要性,引起了企业负责人的重视,同时组织行业从业人员进行职业培训,引导汽车维修从业人员学习技术。  要求汽车维修企业制度员工培训计划,定期组织本企业员工进行技术学习。  要求4S店及特约维修店必须参加厂方组织的各种技术培训,其培训合格作为企业维修质量信誉考核的综合评价中人员素质提高的依据之一。  积极推崇掌握“机电一体”技能从业人员,使广大从业人员了解有“机电一体”技能人员在企业的重要性,促使大家积极学习技术的热情。  严格汽车维修业从业人员资格证书管理,资格证书管理同从业人员的劳动合同有效结合,减少从业人员无序流动,提高企业对从业人员知识更新、提高的投入。  经过汽车维修行业管理部门、行业协会、企业及从业人员的共同努力,郑州市汽车维修从业人员整体素质有了很大提高,现在许多汽车修理从业人员正往“机电一体”方向发展,从过去很多具有新技术、新工艺的车型在郑州修不了到北京、上海、广州等地去修理,到现在郑州所具有的车型都可以修理,并吸引了相邻省的车辆来郑州维修。随着车辆驾驶人员对车辆整洁的要求提高,汽车维修企业按照行业管理部门要求也注重了文明卫生生产,很多4S店汽车维修人员开始身着白色工作服工作,给人们以汽车维修行业也是工作整洁的行业的印象。同时,由于从业人员收入稳定并高于社会平均水平,一改过去收入低、工作环境脏、乱、差的社会偏见,逐渐形成了一个受城市人员尊敬的一个好职业。  从业人员整体素质的提高不仅提高了整个行业的汽车修理质量,而且提高了汽车维修企业经济效益和从业人员个人收入,又进一步激发了从业人员学习汽车维修新技术、新工艺的热情和投资汽车后市场的动力。有力促进了经济发展,带动了新的投资,扩大了主就业,逐渐成为吸引城市青年就业的一个亮点,为构建和谐社会做出一定的贡献。    

5.2维修车间安全操作规范

不准赤脚或穿拖鞋、高跟鞋和裙子上班。留长发者要戴工作帽。
在进行工作时
禁止吸烟

工作时要集中精神,不准说笑、打闹。
使用一切机械工具及
电气设备,必须遵守其安全操作规程,并要爱护使用。
工作时必须按规定穿带保用品,不准光着膀子进行工作。
严禁无
驾驶证人员开动一切车辆。
严禁开动与驾驶证规定不相符的车辆。
未经领导批准,非操作者不得随便动用机床等设备。
工作场所、车辆旁、
工作台、通道应经常保持整洁,做到文明生产。
严禁一切低
燃点油、气、醇与照明设施及带电的线路接触。

与一般的汽车维修相比,汽车车身的维修的安全规范更为严格,与一般的车辆维修相比,钣金维修从业人员所面临的危险更大。如焊接中产生的各种射线,烟尘等,因此加强身体的防护尤为重。

 

                                                                                      

  

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