由于高強(qiáng)板，特別是抗拉強(qiáng)度大于780MPa的超高強(qiáng)鋼，其延伸率較差，不可避免地要采用滾壓復(fù)合成型工藝生產(chǎn)異型冷彎型鋼，如保險(xiǎn)杠車(chē)身、防撞板等。防撞桿、門(mén)檻、座椅導(dǎo)軌等。但是不同的帶孔冷彎件需要使用在線落料、焊接、自動(dòng)切割等設(shè)備組合成一條全自動(dòng)滾壓線，需要突破一些關(guān)鍵技術(shù)。本文結(jié)合實(shí)例，重點(diǎn)介紹汽車(chē)保險(xiǎn)杠及防撞桿生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，與大家分享交流。

一、汽車(chē)異形滾壓件自動(dòng)化生產(chǎn)簡(jiǎn)介

同傳傳統(tǒng)冷彎型鋼，一般分為開(kāi)式和閉式兩種。門(mén)檻和導(dǎo)軌多為開(kāi)式型鋼，開(kāi)式保險(xiǎn)杠車(chē)身很常見(jiàn)。由于傳統(tǒng)沖壓工藝的限制，過(guò)去基本是開(kāi)型材，后來(lái)很多車(chē)型還在沿用，比如老款別克GL8、捷達(dá)、起亞、榮威350等。封閉式b型鋼，國(guó)外一些輕型車(chē)縱梁也采用封閉式冷彎型鋼；車(chē)門(mén)防撞桿多為圓管，也有長(zhǎng)橢圓形和異形截面的防撞桿（見(jiàn)圖1）。

圖1 崩潰欄

門(mén)檻件（見(jiàn)圖2）基本為敞開(kāi)式，端部形狀復(fù)雜，中間和邊緣需要沖孔或局部凹入。

圖2 門(mén)檻

座椅導(dǎo)軌（見(jiàn)圖3）主要采用沖壓工藝制成。通過(guò)使用高強(qiáng)度材料，可以推廣應(yīng)用滾壓成型工藝。

圖3 座椅導(dǎo)軌

滾柱保險(xiǎn)杠一般為大于780MPa的高強(qiáng)度材料，型材比較復(fù)雜，有的甚至是彎曲的（見(jiàn)圖4）。這些產(chǎn)品中的大多數(shù)都有不規(guī)則的孔。個(gè)別孔的精度要求高，工件上的孔數(shù)不同。該生產(chǎn)線集沖壓和焊接技術(shù)于一體，已在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。采用數(shù)控技術(shù)，可有效控制折彎后的孔位精度。滾輪中高頻焊接和在線激光焊接技術(shù)在國(guó)內(nèi)也已經(jīng)成熟和應(yīng)用。

圖4 保險(xiǎn)杠

2、高強(qiáng)度型材生產(chǎn)設(shè)備介紹

鑒于汽車(chē)零部件產(chǎn)量大、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)嚴(yán)格、精度要求相對(duì)較高的特點(diǎn)，其生產(chǎn)設(shè)備多采用自動(dòng)線作為保險(xiǎn)杠車(chē)身的軋制部分，其生產(chǎn)過(guò)程是從開(kāi)卷——（校平）——頭部切割對(duì)焊；從送料沖壓（壓花）單元到滾壓成型、切割和在線焊接技術(shù)，對(duì)自動(dòng)化和可靠性的要求越來(lái)越高。

高強(qiáng)度（一般抗拉強(qiáng)度小于1200-1450mpa）冷彎型材的道次可在線加工或離線加工。但為了提高生產(chǎn)效率，對(duì)不影響輥筒設(shè)計(jì)的零件，一般在滾壓成型前先進(jìn)行局部沖孔，而且大部分需要在線預(yù)沖孔。預(yù)沖帶材在成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)孔位漂移、孔形變形，甚至改變軋制變形機(jī)制和回彈，影響產(chǎn)品精度，提高廢品率。

2.1開(kāi)式高強(qiáng)型材軋制生產(chǎn)線

特征工件是門(mén)檻和保險(xiǎn)杠車(chē)身的一部分。與傳統(tǒng)的滾壓成型工藝相同，大部分可以通過(guò)開(kāi)卷、滾壓成型和分切機(jī)組生產(chǎn)，分切后進(jìn)行沖壓加工。不同的是，高強(qiáng)度冷彎型材成型機(jī)必須有足夠的剛性和更高的精度，以減少回彈，保證產(chǎn)品精度。對(duì)于需要圓弧彎曲、復(fù)雜通孔和局部預(yù)凸的型鋼，必須配備矯平機(jī)和在線沖孔設(shè)備。在線沖床一般采用油壓機(jī)和多模油壓機(jī)，也可選擇機(jī)械壓力，但適用范圍比較窄。

開(kāi)放式保險(xiǎn)杠的彎曲弧度比較復(fù)雜。由于高強(qiáng)型鋼的回彈難以控制，在線折彎時(shí)邊緣容易起皺，因此滾壓成型設(shè)備是關(guān)鍵。當(dāng)然也可以通過(guò)線下拉折彎來(lái)完成。

2.2 封閉式高強(qiáng)型材自動(dòng)軋制生產(chǎn)線

封閉式保險(xiǎn)杠的滾動(dòng)部分一般為B型，焊接接頭大多在型材中間。成型后需要將兩層金屬焊接在一起，主要采用滾焊工藝。管狀防撞條采用對(duì)焊方式，可采用高頻或激光焊接。對(duì)于鍍鋅板，激光焊接最好，焊接強(qiáng)度高，熱影響區(qū)小。

無(wú)論采用何種焊接方法，焊后整形均應(yīng)充分，必要時(shí)采用型芯增加整形道次。在圓弧彎曲過(guò)程中，模具設(shè)計(jì)考慮了截面特性以防止變形。

2.2.1 兩條型材軋制線的通用設(shè)備

為實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度軋制件生產(chǎn)的自動(dòng)化，必須將沖壓、壓紋、折彎、焊接、拉深等加工工序集成到生產(chǎn)線中，一次完成型材件的加工。隨著軋制技術(shù)的成熟和光、電、液控制技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)度零件的自動(dòng)化生產(chǎn)變得簡(jiǎn)單。

① 開(kāi)卷機(jī)：主要結(jié)合高強(qiáng)度材料具有高彈性的特點(diǎn)，具有壓緊和防放卷功能，保證安全生產(chǎn)。

②校平機(jī)：一般認(rèn)為校平機(jī)是在線沖壓輥線壓制的必備設(shè)備，但實(shí)踐證明，生產(chǎn)高強(qiáng)度材料的冷彎成型件可以省去校平機(jī)，相對(duì)較低的孔位要求和較窄的輪廓。

③沖孔單元：這類(lèi)材料的長(zhǎng)度一般為900-1500mm，大部分采用一次沖孔，因此需要選擇臺(tái)面大的設(shè)備。為了擴(kuò)大適應(yīng)性，降低投資成本，快速液壓機(jī)是首選設(shè)備。如有需要，可加裝壓花機(jī)，完成零件上的標(biāo)識(shí)壓印。由于傳統(tǒng)的滾筒印刷工藝需要在滾筒母線上刻字，工作時(shí)字體容易脫落。此外，由于材料表面硬度高，不再適用。

④ 滾壓成型機(jī)：不同于傳統(tǒng)成型機(jī)，它需要適應(yīng)高強(qiáng)度板材的滾壓，因此其驅(qū)動(dòng)性能、設(shè)備剛性和傳動(dòng)精度都需要大幅度提高。也經(jīng)常使用拱架的快換結(jié)構(gòu)?？蛇x擇半自動(dòng)控制氣動(dòng)爪式離合器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多品種生產(chǎn)。軋輥精度和耐磨性是穩(wěn)定生產(chǎn)高強(qiáng)度軋件的重要因素。

⑤切割機(jī)：一般采用液壓切割。對(duì)于高強(qiáng)度軋制零件，切削過(guò)程會(huì)產(chǎn)生更多的熱量。同時(shí)，由于材料屈服強(qiáng)度超過(guò)1000MPa，刀具的使用壽命相對(duì)較低。因此，刀口設(shè)計(jì)和模具材料選擇非常重要。

2.2.2 生產(chǎn)線專(zhuān)用工藝設(shè)備

1）在線焊接設(shè)備

主要用于需要在線焊接和連續(xù)生產(chǎn)的封閉冷彎型鋼。它是影響軋制件，尤其是汽車(chē)安全件加工過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn)。目前，我國(guó)主要采用兩種焊接方法：

① 間歇滾焊：間歇滾焊時(shí)，滾輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，工件連續(xù)運(yùn)動(dòng)，電流間歇通過(guò)工件。形成的焊縫由重疊的熔核組成。通過(guò)自動(dòng)控制，可以設(shè)置焊點(diǎn)間距、焊接電流和在線修整電極焊輪。由于電流間歇通過(guò)，輥?zhàn)釉O(shè)計(jì)有內(nèi)部冷卻和額外的外部冷卻。在休息時(shí)間，可以對(duì)軋輥和工件進(jìn)行冷卻，從而提高軋輥的使用壽命，減少熱影響區(qū)寬度和工件變形，獲得較好的焊接質(zhì)量，而沒(méi)有連續(xù)滾焊的缺點(diǎn)。當(dāng)然，缺點(diǎn)是間歇滾焊時(shí)，熔核冷卻時(shí)，卷板已經(jīng)離開(kāi)焊接區(qū)，沒(méi)有充分的鍛造工藝，熔核在減壓下結(jié)晶，容易產(chǎn)生表面過(guò)熱、縮孔空洞和裂縫。

目前廣泛采用高頻焊接和中頻焊接。中頻焊接頻率為1000Hz，比工頻50Hz的焊接控制要快。中頻焊接電流響應(yīng)時(shí)間為1ms，比工頻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。