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技术领域

本发明属于车身设计技术领域，具体涉及一种汽车车身系统及其制造方法。

背景技术

现阶段同行业所应用的车身结构形式是将上百个钣金部件逐级拼焊，最终 焊接得到车身总成。上述车身总成具有可靠性差、车身重量大、防水性能有限、 安全性以及抗冲击力不足的问题；还具有制造过程复杂、制造精度难于控制以 及制造时间长等问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种汽车车身系统及其制造方法， 可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种汽车车身系统，包括：地板(1)、后围(2)、左侧围(3)、 右侧围(4)、前围(5)和顶盖(6)；

其中，所述后围(2)的下部配合面与所述地板(1)的后部配合面通过螺 栓和胶双重作用连接固定；

所述右侧围(4)的下部配合面与所述地板(1)的右部配合面通过螺栓和 胶双重作用连接固定；同时，所述右侧围(4)的后部配合面与所述后围(2) 的右部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固定；

所述左侧围(3)的下部配合面与所述地板(1)的左部配合面通过螺栓和 胶双重作用连接固定；同时，所述左侧围(3)的后部配合面与所述后围(2) 的左部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固定；

所述前围(5)的下部配合面与所述地板(1)的前部配合面通过螺栓和胶 双重作用连接固定；同时，所述前围(5)的左部配合面与所述左侧围(3)的 前部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固定；同时，所述前围(5)的右部配合 面与所述右侧围(4)的前部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固定；

所述顶盖(6)的左部配合面和右部配合面分别与所述左侧围(3)的顶部 配合面和所述右侧围(4)的顶部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固定；同时， 所述顶盖(6)的前部配合面和后部配合面分别与所述前围(5)的顶部配合面 和所述后围(2)的顶部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固定。

优选的，所述地板(1)为树脂发泡地板，所述树脂发泡地板内埋设有金属 嵌件以及pu发泡总成；其中，所述pu发泡总成内埋设有地板金属骨架。

优选的，所述后围(2)为树脂发泡后围，所述树脂发泡后围内埋设有金属 嵌件以及pu发泡总成；其中，所述pu发泡总成内埋设有后围金属骨架。

优选的，所述左侧围(3)为树脂发泡左侧围，所述树脂发泡左侧围内埋设 有金属嵌件以及pu发泡总成；其中，所述pu发泡总成内埋设有左侧围金属骨架。

优选的，所述右侧围(4)为树脂发泡右侧围，所述树脂发泡右侧围内埋设 有金属嵌件以及pu发泡总成；其中，所述pu发泡总成内埋设有右侧围金属骨架。

优选的，所述前围(5)为树脂发泡前围，所述树脂发泡前围内埋设有金属 嵌件以及pu发泡总成；其中，所述pu发泡总成内埋设有前围金属骨架。

优选的，所述顶盖(6)为树脂发泡顶盖，所述树脂发泡顶盖内埋设有金属 嵌件以及pu发泡总成；其中，所述pu发泡总成内埋设有顶盖金属骨架。

本发明还提供一种汽车车身系统的制造方法，包括以下步骤：

步骤1，分别制备得到地板(1)、后围(2)、左侧围(3)、右侧围(4)、前 围(5)和顶盖(6)；

步骤2，将地板(1)放置固定后，在地板(1)的后部配合面涂胶；然后， 将后围(2)通过工装夹具摆放到位，使后围(2)的下部配合面与地板(1)的 后部配合面接触，实现胶粘固定连接；另外，地板(1)的后部和后围(2)的 下部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件，所述第1类预埋件和 所述第2类预埋件通过螺栓方式连接固定，实现后围(2)与地板(1)的螺栓固 定连接；由此实现后围(2)与地板(1)的螺栓和胶双重连接固定；

步骤3，然后，在地板(1)的右部配合面和后围(2)的右部配合面涂胶； 将右侧围(4)通过工装夹具摆放到位，使右侧围(4)的下部配合面与所述地 板(1)的右部配合面接触，同时使右侧围(4)的后部配合面与所述后围(2) 的右部配合面接触，实现胶粘固定连接；另外，地板(1)的右部和右侧围(4) 的下部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件，所述第1类预埋件 和所述第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；另外，后围(2)的右部和右侧围 (4)的后部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件，所述第1类 预埋件和所述第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；由此实现右侧围(4)和地 板(1)的螺栓和胶双重连接固定，以及，实现右侧围(4)和后围(2)的螺栓 和胶双重连接固定；

步骤4，然后，在地板(1)的左部配合面和后围(2)的左部配合面涂胶； 将左侧围(3)通过工装夹具摆放到位，使左侧围(3)的下部配合面与所述地 板(1)的左部配合面接触，同时使左侧围(3)的后部配合面与所述后围(2) 的左部配合面接触，实现胶粘固定连接；另外，地板(1)的左部和左侧围(3) 的下部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件，所述第1类预埋件 和所述第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；另外，后围(2)的左部和左侧围 (3)的后部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件，所述第1类 预埋件和所述第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；由此实现左侧围(3)和地 板(1)的螺栓和胶双重连接固定，以及，实现左侧围(3)和后围(2)的螺栓 和胶双重连接固定；

步骤5，然后，在地板(1)的前部配合面、左侧围(3)的前部配合面以及 右侧围(4)的前部配合面涂胶，将前围(5)通过工装夹具摆放到位，使前围 (5)的下部配合面与所述地板(1)的前部配合面接触，同时使前围(5)的左 部配合面与所述左侧围(3)的前部配合面接触，使前围(5)的右部配合面与 所述右侧围(4)的前部配合面接触，实现前围(5)分别与所述地板(1)、所 述左侧围(3)和所述右侧围(4)的胶粘固定连接；

另外，地板(1)的前部和前围(5)的下部分别配置有可相互配合的第1类 预埋件和第2类预埋件，所述第1类预埋件和所述第2类预埋件通过螺栓方式连接 固定；另外，左侧围(3)的前部和前围(5)的左部分别配置有可相互配合的 第1类预埋件和第2类预埋件，所述第1类预埋件和所述第2类预埋件通过螺栓方 式连接固定；另外，右侧围(4)的前部和前围(5)的右部别配置有可相互配 合的第1类预埋件和第2类预埋件，所述第1类预埋件和所述第2类预埋件通过螺 栓方式连接固定；由此实现前围(5)分别与地板(1)、左侧围(3)和右侧围 (4)的螺栓和胶双重连接固定；

步骤6，然后，分别在左侧围(3)的顶部配合面、右侧围(4)的顶部配合 面、前围(5)的顶部配合面和后围(2)的顶部配合面涂胶，将顶盖(6)通过 工装夹具摆放到位，使顶盖(6)的左部配合面和右部配合面分别与所述左侧围 (3)的顶部配合面和所述右侧围(4)的顶部配合面接触，使顶盖(6)的前部 配合面和后部配合面分别与所述前围(5)的顶部配合面和所述后围(2)的顶 部配合面接触，实现顶盖(6)分别与左侧围(3)、右侧围(4)、前围(5)和 后围(2)的胶粘固定连接；

另外，顶盖(6)的左部与左侧围(3)的顶部分别配置有可相互配合的第1 类预埋件和第2类预埋件，所述第1类预埋件和所述第2类预埋件通过螺栓方式连 接固定；顶盖(6)的右部与右侧围(4)的顶部分别配置有可相互配合的第1类 预埋件和第2类预埋件，所述第1类预埋件和所述第2类预埋件通过螺栓方式连接 固定；顶盖(6)的前部与前围(5)的顶部分别配置有可相互配合的第1类预埋 件和第2类预埋件，所述第1类预埋件和所述第2类预埋件通过螺栓方式连接固 定；顶盖(6)的后部与后围(2)的顶部分别配置有可相互配合的第1类预埋件 和第2类预埋件，所述第1类预埋件和所述第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；

由此实现顶盖(6)分别与左侧围(3)、右侧围(4)、前围(5)和后围(2) 的螺栓和胶双重连接固定。

优选的，所述第1类预埋件为螺栓头预埋件，所述第2类预埋件为螺杆预埋 件；或者，所述第1类预埋件为螺杆预埋件，所述第2类预埋件为螺栓头预埋件。

优选的，步骤1中，地板(1)、后围(2)、左侧围(3)、右侧围(4)、前围 (5)和顶盖(6)均称为结构件，各个结构件的制备方法相同，均包括以下步 骤：

步骤1.1，在相应的工装夹具里焊接得到对应的金属骨架；

步骤1.2，将金属骨架预埋在pu发泡的模具中，进行pu发泡，形成pu发泡总 成；

步骤1.3，将pu发泡总成及对应的金属嵌件再次预埋到发泡树脂的模具中， 进行树脂发泡，得到最终的结构件。

本发明提供的汽车车身系统及其制造方法具有以下优点：

车身系统主要由地板1、后围2、左侧围3、右侧围4、前围5和顶盖6这 六大部件组成，每个部件均采用注塑成型技术，无需拼焊，精度更加容易控制； 另外，各部分之间通过螺栓和胶双重作用连接固定，既具有连接固定强度高的 优点，又具有易于装配操作的优点，从而减化了汽车车身的制造过程复杂度， 缩短了汽车车身的制造时间。

附图说明

图1为本发明提供的汽车车身系统的分解状态示意图；

图2为本发明提供的汽车车身系统在组装状态时的立体示意图；

图3为本发明提供的汽车车身系统在组装状态时的左侧面示意图；

图4为本发明提供的汽车车身系统在组装状态时的后面示意图；

图5为本发明提供的汽车车身系统在组装状态时的俯视示意图；

图6为本发明提供的地板的加工过程示意图；

图7为本发明提供的汽车车身系统制造工艺步骤2时的示意图；

图8为本发明提供的汽车车身系统制造工艺步骤3时的示意图；

图9为本发明提供的汽车车身系统制造工艺步骤4时的示意图；

图10为本发明提供的汽车车身系统制造工艺步骤5时的示意图；

图11为本发明提供的汽车车身系统制造工艺步骤6时的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述 的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种汽车车身系统，车身系统在材料、结构及加工工艺上均实 现了颠覆式的设计。具体的，材料上不再使用传统的钢材，而是选用了人工合 成的发泡树脂，此种材料在强度上足以和钢材媲美，但是密度较低，有效降低 了车身重量；车身系统主要由地板1、后围2、左侧围3、右侧围4、前围5和 顶盖6这六大部件组成，每个部件均采用注塑成型技术，无需拼焊，精度更加 容易控制；材料成型后本身具有颜色，不需要再次喷涂，可直接用于装配；另 外，各部分之间通过螺栓和胶双重作用连接固定，既具有连接固定强度高的优 点，又具有易于装配操作的优点，从而减化了汽车车身的制造过程复杂度，缩 短了汽车车身的制造时间。

结合图1-图5，本发明提供一种汽车车身系统，包括：地板1、后围2、左侧 围3、右侧围4、前围5和顶盖6；

其中，后围2的下部配合面与地板1的后部配合面通过螺栓和胶双重作用连 接固定；

右侧围4的下部配合面与地板1的右部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固 定；同时，右侧围4的后部配合面与后围2的右部配合面通过螺栓和胶双重作用 连接固定；

左侧围3的下部配合面与地板1的左部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固 定；同时，左侧围3的后部配合面与后围2的左部配合面通过螺栓和胶双重作用 连接固定；

前围5的下部配合面与地板1的前部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固 定；同时，前围5的左部配合面与左侧围3的前部配合面通过螺栓和胶双重作用 连接固定；同时，前围5的右部配合面与右侧围4的前部配合面通过螺栓和胶双 重作用连接固定；

顶盖6的左部配合面和右部配合面分别与左侧围3的顶部配合面和右侧围4 的顶部配合面通过螺栓和胶双重作用连接固定；同时，顶盖6的前部配合面和后 部配合面分别与前围5的顶部配合面和后围2的顶部配合面通过螺栓和胶双重作 用连接固定。

可见，本发明中，地板1、后围2、左侧围3、右侧围4、前围5和顶盖6的配 合面全部采用螺栓连接及胶合连接模式，结构扎实且防水性好。

另外，对于地板1、后围2、左侧围3、右侧围4、前围5和顶盖6这六大部件， 其详细结构分别为：

地板1为树脂发泡地板，树脂发泡地板内埋设有金属嵌件以及pu发泡总成； 其中，pu发泡总成内埋设有地板金属骨架。

后围2为树脂发泡后围，树脂发泡后围内埋设有金属嵌件以及pu发泡总成； 其中，pu发泡总成内埋设有后围金属骨架。

左侧围3为树脂发泡左侧围，树脂发泡左侧围内埋设有金属嵌件以及pu发泡 总成；其中，pu发泡总成内埋设有左侧围金属骨架。

右侧围4为树脂发泡右侧围，树脂发泡右侧围内埋设有金属嵌件以及pu发泡 总成；其中，pu发泡总成内埋设有右侧围金属骨架。

前围5为树脂发泡前围，树脂发泡前围内埋设有金属嵌件以及pu发泡总成； 其中，pu发泡总成内埋设有前围金属骨架。

顶盖6为树脂发泡顶盖，树脂发泡顶盖内埋设有金属嵌件以及pu发泡总成； 其中，pu发泡总成内埋设有顶盖金属骨架。

由于地板1、后围2、左侧围3、右侧围4、前围5和顶盖6均预埋有金属嵌件， 具有装配方便的优点。

本发明还提供一种汽车车身系统的制造方法，包括以下步骤：

步骤1，分别制备得到地板1、后围2、左侧围3、右侧围4、前围5和顶盖6；

本步骤中，地板1、后围2、左侧围3、右侧围4、前围5和顶盖6均称为结构 件，各个结构件的制备方法相同，均包括以下步骤：

步骤1.1，在相应的工装夹具里焊接得到对应的金属骨架；

步骤1.2，将金属骨架预埋在pu发泡的模具中，进行pu发泡，形成pu发泡总 成；

步骤1.3，将pu发泡总成及对应的金属嵌件再次预埋到发泡树脂的模具中， 进行树脂发泡，得到最终的结构件。

同时，在步骤1.3时，可以根据需要在产品成型时带上各种颜色的胶衣作为 外表面，这样就不再需要后期的表面处理。通过两次模具加工工艺，可以保证 最终制得的结构件的尺寸精度，同时，预埋件可以提供底盘及车身和电气等零 件的安装结构，简单牢固而且精确。

步骤2，将地板1放置固定后，在地板1的后部配合面涂胶；然后，将后围2 通过工装夹具摆放到位，使后围2的下部配合面与地板1的后部配合面接触，实 现胶粘固定连接；另外，地板1的后部和后围2的下部分别配置有可相互配合的 第1类预埋件和第2类预埋件，第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固 定，实现后围2与地板1的螺栓固定连接，得到图7所示结构；由此实现后围2与 地板1的螺栓和胶双重连接固定；

步骤3，然后，在地板1的右部配合面和后围2的右部配合面涂胶；将右侧围 4通过工装夹具摆放到位，使右侧围4的下部配合面与地板1的右部配合面接触， 同时使右侧围4的后部配合面与后围2的右部配合面接触，实现胶粘固定连接； 另外，地板1的右部和右侧围4的下部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第 2类预埋件，第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；另外，后围2 的右部和右侧围4的后部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件， 第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；由此实现右侧围4和地板1 的螺栓和胶双重连接固定，以及，实现右侧围4和后围2的螺栓和胶双重连接固 定；本步骤最终得到图8所示结构。

步骤4，然后，在地板1的左部配合面和后围2的左部配合面涂胶；将左侧围 3通过工装夹具摆放到位，使左侧围3的下部配合面与地板1的左部配合面接触， 同时使左侧围3的后部配合面与后围2的左部配合面接触，实现胶粘固定连接； 另外，地板1的左部和左侧围3的下部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第 2类预埋件，第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；另外，后围2 的左部和左侧围3的后部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件， 第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；由此实现左侧围3和地板1 的螺栓和胶双重连接固定，以及，实现左侧围3和后围2的螺栓和胶双重连接固 定；本步骤最终得到图9所示结构。

步骤5，然后，在地板1的前部配合面、左侧围3的前部配合面以及右侧围4 的前部配合面涂胶，将前围5通过工装夹具摆放到位，使前围5的下部配合面与 地板1的前部配合面接触，同时使前围5的左部配合面与左侧围3的前部配合面接 触，使前围5的右部配合面与右侧围4的前部配合面接触，实现前围5分别与地板 1、左侧围3和右侧围4的胶粘固定连接；

另外，地板1的前部和前围5的下部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和 第2类预埋件，第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；另外，左侧 围3的前部和前围5的左部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋 件，第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；另外，右侧围4的前部 和前围5的右部别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件，第1类预埋 件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；由此实现前围5分别与地板1、左侧围 3和右侧围4的螺栓和胶双重连接固定；本步骤最终得到图10所示结构。

步骤6，然后，分别在左侧围3的顶部配合面、右侧围4的顶部配合面、前围 5的顶部配合面和后围2的顶部配合面涂胶，将顶盖6通过工装夹具摆放到位，使 顶盖6的左部配合面和右部配合面分别与左侧围3的顶部配合面和右侧围4的顶 部配合面接触，使顶盖6的前部配合面和后部配合面分别与前围5的顶部配合面 和后围2的顶部配合面接触，实现顶盖6分别与左侧围3、右侧围4、前围5和后围 2的胶粘固定连接；

另外，顶盖6的左部与左侧围3的顶部分别配置有可相互配合的第1类预埋件 和第2类预埋件，第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；顶盖6的 右部与右侧围4的顶部分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件，第 1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连接固定；顶盖6的前部与前围5的顶部 分别配置有可相互配合的第1类预埋件和第2类预埋件，第1类预埋件和第2类预 埋件通过螺栓方式连接固定；顶盖6的后部与后围2的顶部分别配置有可相互配 合的第1类预埋件和第2类预埋件，第1类预埋件和第2类预埋件通过螺栓方式连 接固定；

由此实现顶盖6分别与左侧围3、右侧围4、前围5和后围2的螺栓和胶双重连 接固定。本步骤最终得到图11所示结构。

实际应用中，第1类预埋件为螺栓头预埋件，第2类预埋件为螺杆预埋件； 或者，第1类预埋件为螺杆预埋件，第2类预埋件为螺栓头预埋件。

本发明提供的汽车车身系统及其制造方法，具有以下优点：

(1)整车拼接方式采用螺栓连接及胶粘方式，无需传统工艺上使用的大规 模拼焊夹具，如此动辄上千万的夹具费用将简化到百万以内，经济实用，结构 简单，定位精准，操作简便。

(2)车身六大部分零件全部采用注塑(内外饰)一体成型，无材料回弹、 焊穿、暴焊、漏焊等传统工艺产生的不良问题，省去车身返修等多个传统生产 工位，大大提升整车品质。还具有强度好和重量轻的优点；

(3)车身六大部分均预埋定位孔、定位销、螺母、螺栓等预埋件，装配人 员只需以定位销将车身定位好，锁紧螺栓即可实现车身装配成型，具有装配简 单的优点；将传统的冲压、焊接、喷涂、装配四大工艺简化为注塑加装配，生 产线及装配工艺大大简化；

(4)车身颜色可由客户任意定制，并且终身保持材料本色，不再产生车身 色差、漆流、掉漆等等常见喷涂问题。

(5)因零部件较少，所产生的累计公差可做到最优效果，后续的装配过程 更为简单。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。