張春雨 王曉麗 董瀚文 宋成朋

摘 要：冷彎成型技術(shù)從二十世紀(jì)八九十年代在我國得到廣泛應(yīng)用，卡車生產(chǎn)中也引入了冷彎成型技術(shù)，包括縱梁、車廂瓦楞板等結(jié)構(gòu)件的冷成型技術(shù)也得到了很好的發(fā)展，近年來隨著車輛輕量化設(shè)計、企業(yè)對成產(chǎn)成本及效率的需求，駕駛室鈑金件的冷彎成型技術(shù)也逐漸開始了應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：冷彎成型;車輛輕量化;駕駛室鈑金件

0 引言

冷彎成型（Cold Roll Forming）是一種先進(jìn)、高效、節(jié)材、節(jié)能的板金屬成型工藝技術(shù)，通過順序配置的多道次成形軋輥，把卷材、帶材等金屬板帶不斷地進(jìn)行橫向彎曲，以制成特定斷面的型材，在成型過程中只有彎曲變形。除坯料彎曲角局部有輕微減薄外，變形材料的厚度在成型過程中保持不變。這種加工方法特別適合于外形縱長、批量較大的高精度產(chǎn)品的加工。利用這一工藝，不但可以生產(chǎn)出高質(zhì)量、高強度的產(chǎn)品，而且能夠縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期、提高生產(chǎn)效率，從而提高企業(yè)的市場競爭力。近些年來，冷彎產(chǎn)品作為重要的汽車部件在汽車制造及其他領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其產(chǎn)品從普通的結(jié)構(gòu)件到一些為特殊用途而制造的專用型材，類型極其廣泛。并且具有很高的表面光潔度和尺寸精度，所以企業(yè)對冷彎成型的發(fā)展給予了高度重視。

汽車企業(yè)為了降低成本，大力推廣輕量化技術(shù)，一般來說汽車重量減小10%，可降低6%～8%的油耗，降低5～6%的排放，在輕量化的背景下，汽車高強鋼冷彎成型技術(shù)的應(yīng)用越來越多。

1 冷彎成型件在卡車駕駛室的應(yīng)用

國外很早便將冷彎成型技術(shù)引入了卡車駕駛室制造中，如SCANIA商用車車身輥壓成形零件重量比例已達(dá)12%，其中地板縱梁、頂蓋的橫梁和縱梁等都是冷彎成形零件。冷彎成型工藝也逐漸發(fā)展成可以多種工藝集成的綜合性生產(chǎn)工藝，以滿足駕駛室中復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及強度要求。制件采用冷彎成型工藝后，在成本、質(zhì)量、效率、少人化等方面取得了很好的效果。

2 卡車駕駛室冷彎成型件

（1）我們對卡車駕駛室縱梁、后縱梁等零件進(jìn)行了冷彎成型工藝開發(fā)，此類零件之前一直作為沖壓件進(jìn)行生產(chǎn)。需要新投模具，周期長，產(chǎn)品更改升級也伴隨著模具更改等生產(chǎn)準(zhǔn)備。

（2）升級為冷彎成型零件后，采用料厚為0.9-1.0mm的DP590高強度鋼板，抗拉強度在590Mpa以上，對產(chǎn)品的加工能力也提出了新的要求。

（3）產(chǎn)品腹面及翼面帶孔，腹面及翼面方向帶有兩個方向的弧度，與駕駛室弧度貼合更好，翼面帶有凸緣形狀，這也要求冷彎成型工藝進(jìn)行多工藝集成。

3 冷彎成型的柔性加工組合方式

我們利用COPRA-RF模塊進(jìn)行輥花和軋輥的數(shù)字化設(shè)計，采用工藝過程的仿真分析技術(shù)代替實物試錯，利用仿真模型來模擬生產(chǎn)過程和預(yù)測生產(chǎn)結(jié)果。冷彎成型工藝發(fā)可以通過開卷、較平、預(yù)沖孔、彎弧、切割、輥壓成型、校直、焊接、定長切斷等各種成熟工藝組合，配合先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)完成多種冷彎成型件的生產(chǎn)。

（1）如我們此次開發(fā)的卡車駕駛室冷彎成型零件，可以采取冷彎成型-沖孔修邊-伺服彎弧-定尺切斷的工序組合。

（2）作為柔性化工藝集成，可以采取冷彎成型-伺服彎弧-激光切割的方案。

（3）冷彎成型工藝方案是多種多樣的，企業(yè)也可以根據(jù)自己實際的生產(chǎn)狀況進(jìn)行合理的優(yōu)化。這也需要綜合考慮場地、人員、成本、生產(chǎn)節(jié)拍等。

4 冷彎成型工藝和傳統(tǒng)沖壓工藝成本對比

冷彎成型和沖壓各有優(yōu)點，下面主要從以下幾個方面介紹一下：

4.1 費用投入及面積需求

對于文中所述的零件，每種零件沖壓工藝大概需要投入三套模具左右，周期四個月到六個月不等，冷彎成型工藝的一般準(zhǔn)備周期在三個月左右?？梢悦黠@縮短準(zhǔn)備周期。冷彎成型的生產(chǎn)線占地面積要明顯小于沖壓生產(chǎn)線的占地面積。

4.2 冷彎成型件優(yōu)點

冷彎成型適用的材料廣泛，適合各種機械性能及不同組織結(jié)構(gòu)的鋼、鋁合金、鎂合金等，特別是超高強鋼。冷彎成型采用多道次漸進(jìn)彎曲成形，相比沖壓成形，可以獲得更小的彎曲半徑;能成形復(fù)雜截面;通過多個道次的變形來進(jìn)行回彈補償，更容易控制回彈，獲得更高的成形精度;冷彎成型零件有優(yōu)良的使用性能，制造汽車結(jié)構(gòu)部件時，相同材料和板厚條件下，輥壓成形零件在撞擊變形時吸收的能量比沖壓成形零件高25%，因此能夠減薄板厚，減輕重量約15%。

由于冷彎成型過程中的硬化效應(yīng)，可明顯提高零件強度。

4.3 材料利用率及強度

輥式連續(xù)冷彎成型工藝，成型時前一卷帶材的尾部與后一卷帶材的頭部經(jīng)對齊對焊，使坯料帶材連續(xù)不斷地進(jìn)入成型機進(jìn)行成型，材料利用率高。幾乎不產(chǎn)生類似沖壓的落料、切邊工藝廢料。這種成型工藝高效、高產(chǎn)、通用主要優(yōu)點是：

（1）帶卷成本低、切損少，因而降低了材料總成本，同時可以提高材料利用率。

（2）可以加工形狀復(fù)雜的制件。

（3）制件的頭尾部扭曲及張開度減小。

（4）由于操作幾乎是連續(xù)的，因而生產(chǎn)率得到提高。

4.4 人員/能耗/環(huán)保需求

（1）按正常工序的話，沖壓三序最少需配備六人左右，占用三臺壓機。

（2）本文小型滾壓線正常只需2-3人，能耗及人員需求都遠(yuǎn)低于沖壓工藝，有利于企業(yè)成本及人員方面的考慮。

（3）輥壓成形生產(chǎn)噪音低，符合環(huán)保及相關(guān)生產(chǎn)要求。

5 結(jié)語

本文簡要介紹了冷彎成型工藝在卡車駕駛室生產(chǎn)中的一些應(yīng)用及相關(guān)的一些柔性的工藝集成方式以及希望能對同行業(yè)提供一些可借鑒思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]小奈弘，劉繼英.冷彎成型技術(shù)[C].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]喬治哈姆斯，劉繼英，艾正青等.冷彎成型技術(shù)手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

作者簡介：張春雨（1985-），男，吉林長春人，本科，工程師，研究方向：冷沖壓、冷彎成型、鈑金折彎。