由于高強(qiáng)板特別是抗拉強(qiáng)度大于780MPa的超高強(qiáng)鋼，其延伸率差，利用輥壓復(fù)合成形工藝來(lái)生產(chǎn)異型冷彎型鋼成為必然，像保險(xiǎn)杠本體、防撞桿、門(mén)檻件、座椅軌等。而帶孔異型冷彎件則需要利用在線沖裁、焊接、自動(dòng)化切斷等設(shè)備來(lái)組合一條全自動(dòng)輥壓線，也就需要突破一些技術(shù)關(guān)鍵。本文結(jié)合實(shí)例重點(diǎn)介紹汽車(chē)保險(xiǎn)杠、防撞桿生產(chǎn)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)，與大家分享和交流。

1.汽車(chē)異型輥壓件自動(dòng)化生產(chǎn)簡(jiǎn)介

同傳統(tǒng)冷彎型鋼一樣，一般分為開(kāi)口和閉口兩種。門(mén)檻、導(dǎo)軌大多是開(kāi)口型鋼，開(kāi)口保險(xiǎn)杠本體很常見(jiàn)，由于受傳統(tǒng)的沖壓工藝所限，過(guò)去基本上都是開(kāi)口型材，后來(lái)很多車(chē)型仍沿用，像老別克GL8、捷達(dá)、起亞、榮威350等。而目前大多數(shù)保險(xiǎn)杠本體為閉口B型鋼，國(guó)外某些輕型汽車(chē)縱梁也采用閉口冷彎型鋼；車(chē)門(mén)防撞桿則以圓管居多，也有長(zhǎng)橢圓、異型截面防撞桿（見(jiàn)圖1）。

圖1防撞桿

門(mén)檻類(lèi)零件（見(jiàn)圖2）基本上是開(kāi)口型，端頭形狀復(fù)雜，而且中間、邊部需要沖切或局部壓凹。

圖2門(mén)檻件

座椅導(dǎo)軌（見(jiàn)圖3）多以沖壓工藝為主，隨著高強(qiáng)度材質(zhì)的使用，輥壓成形工藝得以推廣應(yīng)用。

圖3座椅導(dǎo)軌

輥壓保險(xiǎn)杠一般是大于780MPa的高強(qiáng)度材料，型面較為復(fù)雜，有的還要成弧形（見(jiàn)圖4）。這類(lèi)產(chǎn)品大部分均帶有無(wú)規(guī)律的孔，個(gè)別孔位精度要求較高，工件上孔數(shù)不等。生產(chǎn)線集成沖孔、焊接工藝，已在生產(chǎn)中大量推廣使用。配合數(shù)控技術(shù)，可有效地控制彎曲后孔位精度。輥式中、高頻焊、在線激光焊接工藝在國(guó)內(nèi)也已成熟應(yīng)用。

圖4保險(xiǎn)杠

2.高強(qiáng)度異型材生產(chǎn)設(shè)備介紹

針對(duì)汽車(chē)零部件產(chǎn)量較大、準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)嚴(yán)格、精度要求相對(duì)較高等特點(diǎn)，其生產(chǎn)設(shè)備多采用自動(dòng)化線，作為保險(xiǎn)杠本體的輥壓件，其生產(chǎn)工藝是從開(kāi)卷-（校平）-切頭對(duì)焊；送料沖孔（壓?。﹩卧捷亯撼尚巍⑶袛嘁约霸诰€焊接技術(shù)應(yīng)用，自動(dòng)化、可靠性的要求越來(lái)越高。

高強(qiáng)度（一般抗拉強(qiáng)度小于1200-1450MPa）冷彎型材，其孔型可以采用在線或線下加工，但為了提高生產(chǎn)效率一般對(duì)不影響滾輪設(shè)計(jì)的部位進(jìn)行輥壓成形前局部沖凸，大多數(shù)需要在線預(yù)沖。提前預(yù)沖的板帶，在成形過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)孔位漂移、孔型畸變，甚至?xí)淖冚亯鹤冃螜C(jī)理、改變回彈量，進(jìn)而影響產(chǎn)品精度，使廢品率提高。

2.1、開(kāi)口高強(qiáng)度型材輥壓生產(chǎn)線

特色工件就是門(mén)檻件以及部分保險(xiǎn)杠本體。與傳統(tǒng)的輥壓成形工藝路線相同，大多可以利用開(kāi)卷、輥壓成形、切斷機(jī)組來(lái)生產(chǎn)，切斷后再來(lái)做沖壓加工。所不同的是高強(qiáng)度冷彎型材成型機(jī)必須剛性足夠、精度更高，來(lái)減少回彈，確保產(chǎn)品精度。而對(duì)于需要彎弧、孔型復(fù)雜、局部預(yù)凸的型鋼，則必須配置校平機(jī)、在線沖孔設(shè)備。在線沖孔機(jī)一般采用液壓機(jī)、多模位液壓機(jī)，機(jī)械壓力也可選用，但適應(yīng)范圍相對(duì)較窄。

開(kāi)口保險(xiǎn)杠的彎弧比較復(fù)雜，由于高強(qiáng)度鋼截面回彈難以控制，邊部在線彎曲容易起皺，所以輥壓成形設(shè)備是關(guān)鍵。當(dāng)然，也可以線下拉彎完成。

2.2、閉口高強(qiáng)度型材輥壓自動(dòng)生產(chǎn)線

閉口保險(xiǎn)杠輥壓件，一般是B型，焊口大部分在型材中部，需要在成型后把兩層金屬焊接在一起，以滾焊工藝為主。管式防撞桿是對(duì)縫焊接，可以高頻或者激光焊，對(duì)于鍍鋅板則選用激光焊最佳，焊接強(qiáng)度高，熱影響區(qū)小。

無(wú)論采用何種焊接方式，焊后整形要充分，必要時(shí)使用芯子增加整形道次。彎弧時(shí)，模具設(shè)計(jì)考慮截面特性，防止變形。

2.2.1、兩種型材輥壓線的通用設(shè)備

高強(qiáng)度輥壓件生產(chǎn)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，必須把沖孔、壓印、彎曲、焊接、拉深等加工工藝集成到生產(chǎn)線中，一次完成型材零件的加工。隨著輥壓技術(shù)的日趨成熟，光、電、液控制技術(shù)的發(fā)展，也使高強(qiáng)度零件自動(dòng)化生產(chǎn)變得簡(jiǎn)單了。

①開(kāi)卷機(jī)：主要是結(jié)合高強(qiáng)度材料彈性比較大的特點(diǎn)，壓料、防止散卷功能是必須的，以保證安全生產(chǎn)。

②校平機(jī)：一般認(rèn)為，校平機(jī)是在線沖孔輥壓線的必須設(shè)備，但實(shí)踐證明對(duì)于高強(qiáng)度材質(zhì)、孔位要求相對(duì)較低、型面較窄的冷彎件生產(chǎn)，校平機(jī)是可以省掉的。

③沖孔單元：這類(lèi)型材長(zhǎng)度一般在900-1500mm，大多采用一次性沖孔，所以就要選用臺(tái)面較大的設(shè)備，為了擴(kuò)大適應(yīng)能力，降低投資成本，快速液壓機(jī)是首選設(shè)備。必要時(shí)可以增加壓印機(jī)，完成零件上的標(biāo)識(shí)沖壓。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的輥印工藝需要在輥?zhàn)幽妇€上刻字，工作時(shí)字體容易脫落，另外由于材料表面硬度高等原因，不再適用。

④輥壓成形機(jī)：和傳統(tǒng)成型機(jī)不同，要適應(yīng)高強(qiáng)度板的輥壓，所以其驅(qū)動(dòng)性能、設(shè)備剛性、傳動(dòng)精度均需要大大提高。牌坊支架的快換結(jié)構(gòu)也是經(jīng)常采用的，可以選用半自動(dòng)控制的氣動(dòng)牙嵌離合器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多品種生產(chǎn)。軋輥精度和耐磨性更是高強(qiáng)度輥壓件穩(wěn)定生產(chǎn)的重要因素。

⑤切斷機(jī)：一般采用液壓切斷，對(duì)于高強(qiáng)度輥壓件，切斷過(guò)程會(huì)產(chǎn)生更大的熱量，同時(shí)由于材料屈服強(qiáng)度高達(dá)1000MPa以上，刀具壽命比較低。所以刀口設(shè)計(jì)、模具材料的選用至關(guān)重要。

2.2.2、生產(chǎn)線特殊工藝裝備

1）在線焊接設(shè)備

主要用于閉口冷彎型鋼需要在線焊接、連續(xù)生產(chǎn)，它是影響輥壓件的工藝關(guān)鍵點(diǎn)，特別是作為汽車(chē)安全零部件。目前國(guó)內(nèi)采用的焊接方式主要有兩種：

①斷續(xù)滾焊：斷續(xù)滾焊時(shí)，滾輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，工件連續(xù)移動(dòng)，電流斷續(xù)通過(guò)工件，形成的焊縫由彼此搭疊的熔核組成。通過(guò)自動(dòng)控制，可設(shè)定焊點(diǎn)間距、焊接電流、在線修整電極焊輪。由于電流斷續(xù)通過(guò)，滾輪設(shè)計(jì)內(nèi)冷，附加外冷。在休止時(shí)間內(nèi)，滾輪和工件得以冷卻，因而可以提高滾輪壽命，減小熱影響區(qū)寬度和工件變形，獲得較好的焊接質(zhì)量，沒(méi)有連續(xù)滾焊時(shí)的缺點(diǎn)。當(dāng)然缺點(diǎn)是斷續(xù)滾焊時(shí)，在熔核冷卻時(shí)滾盤(pán)已離開(kāi)焊接區(qū)，沒(méi)有充分的鍛壓過(guò)程，熔核在壓力減小的情況下結(jié)晶，很容易產(chǎn)生表面過(guò)熱、縮孔和裂紋。

目前，高頻焊接和中頻焊接是普遍采用的。中頻焊接的頻率為1000Hz，比工頻的50Hz的焊接控制快，中頻焊接的電流響應(yīng)時(shí)間為1ms，比工頻的20ms快20倍，調(diào)整精度大大提高，從而更好地保證焊接質(zhì)量。

②激光焊：因其焊接熱影響區(qū)小，對(duì)于鍍鋅材料焊接具有較大優(yōu)勢(shì)，閉口防撞桿的生產(chǎn)中應(yīng)用較多。

2）整形

正像普通焊管工藝一樣，閉口型鋼輥壓成形焊接后，整形是必須的，它不僅能提高截面精度，同時(shí)也是焊接后冷卻、定型所必需的過(guò)程。整形方式、設(shè)備結(jié)構(gòu)因產(chǎn)品而異。

3）芯子

高強(qiáng)度材質(zhì)回彈大，需要的過(guò)彎量很大。對(duì)于閉口型材，孔彎道次多，很難一次成型到位，所以要想達(dá)到理想的型面精度，甚至是防止彎弧過(guò)程中的截面變形、起皺，都必須增加芯子。具體要根據(jù)不同截面、板材厚度來(lái)設(shè)計(jì)。

4）彎弧裝置及弧形零件的切斷問(wèn)題。

保險(xiǎn)桿輥壓件，彎弧方式多為三輥或四輥式，尤其B型截面最常用。對(duì)于立面復(fù)雜或口字型截面，輥式彎弧容易起皺，曲率達(dá)不到要求，組合口模彎圓也是選擇方式之一，不過(guò)需要選用硬度高、潤(rùn)滑性能好的模具材料。向上還是向下彎弧，取決于工藝設(shè)計(jì)?；⌒渭那袛啵瑹o(wú)論是停機(jī)還是飛剪，既要考慮切刀壽命，還要充分考慮弧形變化對(duì)模具的影響。

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