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由于高強板特別是抗拉強度大于780MPa的超高強鋼，其延伸率差，利用輥壓復合成形工藝來生產異型冷彎型鋼成為必然，像保險杠本體、防撞桿、門檻件、座椅軌等。而帶孔異型冷彎件則需要利用在線沖裁、焊接、自動化切斷等設備來組合一條全自動輥壓線，也就需要突破一些技術關鍵。本文結合實例重點介紹汽車保險杠、防撞桿生產設備關鍵技術，與大家分享和交流。

1.汽車異型輥壓件自動化生產簡介

同傳統冷彎型鋼一樣，一般分為開口和閉口兩種。門檻、導軌大多是開口型鋼，開口保險杠本體很常見，由于受傳統的沖壓工藝所限，過去基本上都是開口型材，后來很多車型仍沿用，像老別克GL8、捷達、起亞、榮威350等。而目前大多數保險杠本體為閉口B型鋼，國外某些輕型汽車縱梁也采用閉口冷彎型鋼；車門防撞桿則以圓管居多，也有長橢圓、異型截面防撞桿（見圖1）。

圖1防撞桿

門檻類零件（見圖2）基本上是開口型，端頭形狀復雜，而且中間、邊部需要沖切或局部壓凹。

圖2門檻件

座椅導軌（見圖3）多以沖壓工藝為主，隨著高強度材質的使用，輥壓成形工藝得以推廣應用。

圖3座椅導軌

輥壓保險杠一般是大于780MPa的高強度材料，型面較為復雜，有的還要成弧形（見圖4）。這類產品大部分均帶有無規律的孔，個別孔位精度要求較高，工件上孔數不等。生產線集成沖孔、焊接工藝，已在生產中大量推廣使用。配合數控技術，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內也已成熟應用。

圖4保險杠

2.高強度異型材生產設備介紹

針對汽車零部件產量較大、準時化生產嚴格、精度要求相對較高等特點，其生產設備多采用自動化線，作為保險杠本體的輥壓件，其生產工藝是從開卷-（校平）-切頭對焊；送料沖孔（壓印）單元到輥壓成形、切斷以及在線焊接技術應用，自動化、可靠性的要求越來越高。

高強度（一般抗拉強度小于1200-1450MPa）冷彎型材，其孔型可以采用在線或線下加工，但為了提高生產效率一般對不影響滾輪設計的部位進行輥壓成形前局部沖凸，大多數需要在線預沖。提前預沖的板帶，在成形過程中會出現孔位漂移、孔型畸變，甚至會改變輥壓變形機理、改變回彈量，進而影響產品精度，使廢品率提高。

2.1、開口高強度型材輥壓生產線

特色工件就是門檻件以及部分保險杠本體。與傳統的輥壓成形工藝路線相同，大多可以利用開卷、輥壓成形、切斷機組來生產，切斷后再來做沖壓加工。所不同的是高強度冷彎型材成型機必須剛性足夠、精度更高，來減少回彈，確保產品精度。而對于需要彎弧、孔型復雜、局部預凸的型鋼，則必須配置校平機、在線沖孔設備。在線沖孔機一般采用液壓機、多模位液壓機，機械壓力也可選用，但適應范圍相對較窄。

開口保險杠的彎弧比較復雜，由于高強度鋼截面回彈難以控制，邊部在線彎曲容易起皺，所以輥壓成形設備是關鍵。當然，也可以線下拉彎完成。

2.2、閉口高強度型材輥壓自動生產線

閉口保險杠輥壓件，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。管式防撞桿是對縫焊接，可以高頻或者激光焊，對于鍍鋅板則選用激光焊最佳，焊接強度高，熱影響區小。

無論采用何種焊接方式，焊后整形要充分，必要時使用芯子增加整形道次。彎弧時，模具設計考慮截面特性，防止變形。

2.2.1、兩種型材輥壓線的通用設備

高強度輥壓件生產要實現自動化，必須把沖孔、壓印、彎曲、焊接、拉深等加工工藝集成到生產線中，一次完成型材零件的加工。隨著輥壓技術的日趨成熟，光、電、液控制技術的發展，也使高強度零件自動化生產變得簡單了。

①開卷機：主要是結合高強度材料彈性比較大的特點，壓料、防止散卷功能是必須的，以保證安全生產。

②校平機：一般認為，校平機是在線沖孔輥壓線的必須設備，但實踐證明對于高強度材質、孔位要求相對較低、型面較窄的冷彎件生產，校平機是可以省掉的。

③沖孔單元：這類型材長度一般在900-1500mm，大多采用一次性沖孔，所以就要選用臺面較大的設備，為了擴大適應能力，降低投資成本，快速液壓機是首選設備。必要時可以增加壓印機，完成零件上的標識沖壓。因為傳統的輥印工藝需要在輥子母線上刻字，工作時字體容易脫落，另外由于材料表面硬度高等原因，不再適用。

④輥壓成形機：和傳統成型機不同，要適應高強度板的輥壓，所以其驅動性能、設備剛性、傳動精度均需要大大提高。牌坊支架的快換結構也是經常采用的，可以選用半自動控制的氣動牙嵌離合器結構，實現多品種生產。軋輥精度和耐磨性更是高強度輥壓件穩定生產的重要因素。

⑤切斷機：一般采用液壓切斷，對于高強度輥壓件，切斷過程會產生更大的熱量，同時由于材料屈服強度高達1000MPa以上，刀具壽命比較低。所以刀口設計、模具材料的選用至關重要。

2.2.2、生產線特殊工藝裝備

1）在線焊接設備

主要用于閉口冷彎型鋼需要在線焊接、連續生產，它是影響輥壓件的工藝關鍵點，特別是作為汽車安全零部件。目前國內采用的焊接方式主要有兩種：

①斷續滾焊：斷續滾焊時，滾輪連續轉動，工件連續移動，電流斷續通過工件，形成的焊縫由彼此搭疊的熔核組成。通過自動控制，可設定焊點間距、焊接電流、在線修整電極焊輪。由于電流斷續通過，滾輪設計內冷，附加外冷。在休止時間內，滾輪和工件得以冷卻，因而可以提高滾輪壽命，減小熱影響區寬度和工件變形，獲得較好的焊接質量，沒有連續滾焊時的缺點。當然缺點是斷續滾焊時，在熔核冷卻時滾盤已離開焊接區，沒有充分的鍛壓過程，熔核在壓力減小的情況下結晶，很容易產生表面過熱、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時間為1ms，比工頻的20ms快20倍，調整精度大大提高，從而更好地保證焊接質量。

②激光焊：因其焊接熱影響區小，對于鍍鋅材料焊接具有較大優勢，閉口防撞桿的生產中應用較多。

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，同時也是焊接后冷卻、定型所必需的過程。整形方式、設備結構因產品而異。

3）芯子

高強度材質回彈大，需要的過彎量很大。對于閉口型材，孔彎道次多，很難一次成型到位，所以要想達到理想的型面精度，甚至是防止彎弧過程中的截面變形、起皺，都必須增加芯子。具體要根據不同截面、板材厚度來設計。

4）彎弧裝置及弧形零件的切斷問題。

保險桿輥壓件，彎弧方式多為三輥或四輥式，尤其B型截面最常用。對于立面復雜或口字型截面，輥式彎弧容易起皺，曲率達不到要求，組合口模彎圓也是選擇方式之一，不過需要選用硬度高、潤滑性能好的模具材料。向上還是向下彎弧，取決于工藝設計。弧形件的切斷，無論是停機還是飛剪，既要考慮切刀壽命，還要充分考慮弧形變化對模具的影響。

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