輥壓的案例
基于ABAQUS輥壓成形仿真模擬 ￥1
輥壓成形分析：
（1）底座和輥輪為先設置為可變形體，后續(xù)將其約束為剛體
（2）量綱：t-mm
前處理：
1幾何模型的構建：ABAQUS建模-底座、輥輪和板料
2.材料參數定義：根據實際自行定義
（1）創(chuàng)建材料
（2）創(chuàng)建截面
（3）截面指派
3.網格系統(tǒng)的構建：
（1）裝配
（2）網格劃分
（3）單元類型選擇：C3D8R
求解：
1.求解器的設定
（1）求解器：質量縮放加快求解
（3）輸出設定保持默認
2.連接關系的構建
（1）接觸屬性：摩擦系數0.2
（2）接觸關系：輥輪和底座與板料接觸部位為主面，板料上下面為從面
（3）約束：底座及其參考點、輥輪及其參考點都設置為剛體約束
3.邊界條件的設定
（1）位移邊界條件：底座完全固定，板料約束X方向和Z方向的位移，加快求解；輥輪設置其轉動速度和Z方向的位移速度。
后處理：
圖1 Mises應力云圖
圖2 等效塑性應變云圖
仿真動畫
模型及其分析過程僅供參考，距實際工程應用仍存在不足。
展開 九種最重要的汽車輕量化先進工藝技術
四、輥壓成形技術
輥壓成形工藝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行橫向彎曲，以制成特定斷面的型材。輥壓成形的優(yōu)勢在于能夠加工其他工藝無法實現的復雜形狀。一般，輥壓成形為等截面零件，近年來開始開發(fā)三維變截面輥壓成形技術。其優(yōu)勢是合理設計型材的幾何斷面，提高承載能力，減輕零件質量。
輥壓成形因其成本低和效率高而得到重視，凱迪拉克ATS地板有８件采用超高強度鋼輥壓成形，奔馳新Ｂ級車地板有多個零件采用輥壓成形，材料利用率在90%以上。圖5所示為三維輥壓技術可能生產的乘用車車身變截面零件。
2005年瑞典開發(fā)了3D柔性輥壓技術，2011年開發(fā)完成世界上第一條3D柔性輥壓生產線，通過伺服電動機驅動，可以實現軋輥上下移動、水平移動及轉動，生產寬度可變、深度可變的零件。德國DATAM公司也完成了3D柔性輥壓生產線的開發(fā)，用于商用車大梁及乘用車邊梁。
2014年，我國北方工業(yè)大學與一汽集團公司聯(lián)合開發(fā)出我國自主研發(fā)的首套高強度鋼三維輥壓生產制造控制系統(tǒng)。開發(fā)了3D柔性輥壓技術，用于變截面零件輥壓成形。
五、半固態(tài)成形技術
麻省理工學院的研究人員在1972年首次提出采用半固態(tài)加工技術可以得到高性能的鋁合金。20世紀90年代，半固態(tài)技術開始在汽車部件上應用。目前，美國AEMP、德國EFU、意大利StamPal、法國Pechiney、美國Alunax工程工業(yè)公司和瑞士Alusuisse公司均已形成相當的產業(yè)規(guī)模，大量用于交通運輸和武器裝備零部件的制備。鋁合金半固態(tài)成形件的單件尺寸與質量也不斷加大，意大利StamPalSPa和菲亞特公司生產的半固態(tài)鋁合金零件重達7kg。
展開 汽車輕量化先進工藝技術
輥壓成形技術
輥壓成形工藝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行橫向彎曲，以制成特定斷面的型材。輥壓成形的優(yōu)勢在于能夠加工其他工藝無法實現的復雜形狀。一般，輥壓成形為等截面零件，近年來開始開發(fā)三維變截面輥壓成形技術。其優(yōu)勢是合理設計型材的幾何斷面，提高承載能力，減輕零件質量。輥壓成形因其成本低和效率高而得到重視，凱迪拉克ATS地板有８件采用超高強度鋼輥壓成形，奔馳新Ｂ級車地板有多個零件采用輥壓成形（見圖5），材料利用率在90%以上。圖5所示為三維輥壓技術可能生產的乘用車車身變截面零件。
2005年瑞典開發(fā)了3D柔性輥壓技術，2011年開發(fā)完成世界上第一條3D柔性輥壓生產線，通過伺服電動機驅動，可以實現軋輥上下移動、水平移動及轉動，生產寬度可變、深度可變的零件。德國DATAM公司也完成了3D柔性輥壓生產線的開發(fā)，用于商用車大梁及乘用車邊梁。
2014年，我國北方工業(yè)大學與一汽集團公司聯(lián)合開發(fā)出我國自主研發(fā)的首套高強度鋼三維輥壓生產制造控制系統(tǒng)。開發(fā)了3D柔性輥壓技術，用于變截面零件輥壓成形。
半固態(tài)成形技術
麻省理工學院的研究人員在1972年首次提出采用半固態(tài)加工技術可以得到高性能的鋁合金。20世紀90年代，半固態(tài)技術開始在汽車部件上應用。
展開 鋰離子電池制造工藝仿真技術進展
為建立輥壓工藝參數與電極孔隙結構以及電池整體性能的定量關系， 研究者開展了大量的理論模型與數值模擬工作。如Meyer等［88］通過對石墨負極和NCM正極的輥壓過程施加不同速度變化的線負載并跟蹤，根據孔隙率減小量，基于數學模型參數量化了極片在收斂到最大密度和最小孔隙率時不同的壓實阻力。 Kang等［89］采用同步透射X射線顯微斷層掃描系統(tǒng)研究了不同組成比例NCM電極輥壓過程中孔隙率、孔徑分布、比表面積以及曲折度等電極微結構的演化規(guī)律，如圖8（a）所示。結果發(fā)現輥壓過程有助于形成更小的孔徑與均勻的孔徑分布，增加電化學活性面積，從而提高倍率性能。對于電極微觀結構進行建模，并對其進行輥壓工藝仿真也是目前仿真工藝的方向之一，如Giménez等［90］通過實驗測得單顆粒的載荷-應變曲線，建立單顆粒的彈塑性模型，如圖8（b）所示，進而搭建極片的離散元模型，仿真輥壓前后電極孔隙率、厚度、電導率參數變化，以及輥壓后電極的彈性恢復特性。在此基礎上， 他們還對輥壓過程中NCM電極離子/電子電導率、黏附強度的影響進行了研究［91］， 發(fā)現相同輥壓負載下， 較高的初始孔隙率會導致更低的最終孔隙率。
圖8 輥壓工藝仿真技術演化
注：（a） 電極輥壓前后x-CT微觀表征及三維重構［89］； （b） 輥壓過程載荷-應變曲線的仿真結果［90］； （c） 基于實驗/仿真數據驅動評估電極輥壓過程中電極微結構演化、電池特性的研究流程［92］； （d）基于分子動力學的介觀模型仿真［77］。
結合實驗結果、數值模擬與機器學習方法， Duquesnoy等［92］開發(fā)出實驗/仿真數據驅動的電極微結構生成算法，如圖8（c）所示，利用機械學習算法建立輥壓參數電極特性的定量關系，由此有效地評估了輥壓壓力、電極材料組分、曲折度、導電率等電極微結構特征對電池電化學性能的影響規(guī)律。
展開 
汽車高強鋼輥壓線闡釋
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?。﹩卧?em>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(tǒng)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(qū)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。
展開 【技術熱點】“該是關注千兆帕高強鋼冷沖壓的時候了！”
1400兆帕鋼側面防撞梁，在專為1200兆帕鋼設計的模具中成功冷沖壓
輥壓成形：更高強度
雖然冷沖壓1.5GPa零件相對較新，但（冷）輥壓成形超高強度鋼已普及多年（包括日本以外的地方）。車身零件設計師和一級零部件供應商在輥壓成形應用中越來越得心應手，不斷突破形狀的界限。
例如，SHAPE公司設計了采用SSAB Docol? CR1350Y1700-MS-UC鋼彎曲成車頂縱梁，用于福特車形的批量生產。結果：構件重量輕、成本低且節(jié)能，由于A柱壁障更小，因此可提高車內乘員的視野。
SHAPE公司輥壓成形后3D彎曲這根CR1700M車頂縱梁。圖片由SHAPE公司提供
圖片由福特汽車公司提供
3D輥壓成形：尋找到問題解決方案？
3D輥壓成形已被推薦作為在超高強度鋼中制造一些略復雜的幾何形狀的替代方法。
SSAB的碰撞性能專家提議在其Docol?電動車設計概念中使用1700兆帕鋼的3D輥壓成形來保護電池 。該設計利用3D輥壓成形（"波紋形"）梁，以交織的波紋布置，形成非常堅固的電動車電池外殼底座，其波紋高度是此類結構的傳統(tǒng)高度的一半。
汽車底板下方的藍色橫梁是電池外殼的波紋梁結構。采用Docol 1700兆帕材質的3D輥壓成形梁的交叉分布使波紋狀結構的高度降低了一半。
Docol?CR1220Y1500T-MS冷成形性如何？
Docol? 馬氏體鋼1500 兆帕具有更好的冷成形能力，如下所示：
2.0的深拉比
擴孔率通常為40%
保證4.0*t的彎曲
保證3.5*t的輥壓成形
冷成形超高強度鋼的下一步規(guī)劃是什么？
展開 帶鋼C翹調整方法
2、拉矯機方式
拉矯機C翹調整方法主要包括增加彎曲輥壓下量、調整矯直輥壓下量。
針對帶鋼上翹情況主要減小2號矯直輥壓下量或者加大1號矯直輥壓下量單次調整量為2-3mm。如果調整矯直輥壓下量效果不明顯則再調整1號彎曲輥壓下量單次調整量為2-3mm。
針對帶鋼下翹情況主要加大2號矯直輥壓下量單次調整量為2-3mm。
概況之，修改光整機支撐輥輥徑輸入參數、調整工作輥輥徑差以及調節(jié)拉矯機彎曲輥和矯直輥插人量等調整方法對鍍鋅生產線帶鋼C翹的改善均有一定的效果。
汽車輕量化先進工藝技術
輥壓成形技術
輥壓成形工藝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行橫向彎曲，以制成特定斷面的型材。輥壓成形的優(yōu)勢在于能夠加工其他工藝無法實現的復雜形狀。一般，輥壓成形為等截面零件，近年來開始開發(fā)三維變截面輥壓成形技術。其優(yōu)勢是合理設計型材的幾何斷面，提高承載能力，減輕零件質量。輥壓成形因其成本低和效率高而得到重視，凱迪拉克ATS地板有８件采用超高強度鋼輥壓成形，奔馳新Ｂ級車地板有多個零件采用輥壓成形（見圖5），材料利用率在90%以上。圖5所示為三維輥壓技術可能生產的乘用車車身變截面零件。
2005年瑞典開發(fā)了3D柔性輥壓技術，2011年開發(fā)完成世界上第一條3D柔性輥壓生產線，通過伺服電動機驅動，可以實現軋輥上下移動、水平移動及轉動，生產寬度可變、深度可變的零件。德國DATAM公司也完成了3D柔性輥壓生產線的開發(fā)，用于商用車大梁及乘用車邊梁。
2014年，我國北方工業(yè)大學與一汽集團公司聯(lián)合開發(fā)出我國自主研發(fā)的首套高強度鋼三維輥壓生產制造控制系統(tǒng)。開發(fā)了3D柔性輥壓技術，用于變截面零件輥壓成形。
半固態(tài)成形技術
麻省理工學院的研究人員在1972年首次提出采用半固態(tài)加工技術可以得到高性能的鋁合金。20世紀90年代，半固態(tài)技術開始在汽車部件上應用。
展開 三維曲面件柔性成形技術的現狀
圖8 數控柔性拉伸成形設備及成形例
柔性輥壓成形
為了顯著提高板料柔性成形效率，大幅度降低生產成本，提出了三維曲面件柔性輥壓成形思路。柔性輥壓成形可以采用可彎曲柔性輥作為成形工具，也使用剛性的弧形輥實現三維曲面件的柔性成形。下面，只介紹基于剛性弧形輥的柔性成形。
剛性弧形輥軋機的一個輥設計成凸形輥，另一個設計成凹形輥；而且兩個弧形輥的縱向圓弧半徑有一定差值。因此，板料軋制時，其橫截面的輥縫分布是變化的，而且隨壓下量的不同，其輥縫分布還產生變化；其結果在加工件的橫向與縱向都產生彎曲，成形結果為三維曲面。如果加工件的橫截面中心區(qū)域的壓下量大于左右區(qū)域的壓下量，所成形的曲面呈現球形面，如圖9(a)所示，如果加工件的橫截面中心區(qū)域的壓下量小于左右區(qū)域的壓下量，所成形的曲面呈現鞍形面，如圖9(b)所示。
圖9 剛性弧形輥軋示意圖
通過調整軋輥橫截面的輥縫分布和壓下量，只用一種組合的軋輥，就可以獲得球形面和鞍形面，而且可以獲得多種曲率半徑的加工件。圖10 所示為剛性弧形輥軋機及使用不同厚度的板料獲得的球形面和鞍形面試驗件照片，圖11 所示為通過不同的壓下量獲得的不同曲率半徑的加工件照片。
圖10 剛性弧形輥軋機及加工件
圖11 不同曲率半徑的加工件
總之，三維曲面件的柔性成形技術在國民經濟多個行業(yè)的需求非常大，隨著柔性成形技術與設備的進一步完善與成熟，將在多個領域發(fā)揮重要作用。
——來源：《鍛造與沖壓》2020年第24期
展開 鋰電池制造工藝全解析
鋰電生產前段工序對應的鋰電設備主要包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機等；中段工序主要包括模切機、卷繞機、疊片機、注液機等；后段工序則包括化成機、分容檢測設備、過程倉儲物流自動化等。除此之外，電池組的生產還需要Pack 自動化設備。
鋰電前段生產工藝
極片制造關系電池核心性能
鋰電池前端工藝的結果是將鋰電池正負極片制備完成，其第一道工序是攪拌，即將正、負極固態(tài)電池材料混合均勻后加入溶劑，通過真空攪拌機攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續(xù)工藝的基礎，高質量攪拌是后續(xù)涂布、輥壓工藝高質量完成的基礎。
涂布和輥壓工藝之后是分切，即對涂布進行分切工藝處理。如若分切過程中產生毛刺則后續(xù)裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過程中出現安全隱患。因此鋰電生產過程中的前端設備，如攪拌機、涂布機、輥壓機、分條機等是電池制造的核心機器，關乎整條生產線的質量，因此前端設備的價值量（金額）占整條鋰電自動化生產線的比例最高，約35%。
鋰電中段工藝流程
效率先行，卷繞走在疊片之前
鋰電池制造過程中，中段工藝主要是完成電池的成型，主要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型等，是當前國內設備廠商競爭比較激烈的一個領域，占鋰電池生產線價值量約30%。
目前動力鋰電池的電芯制造工藝主要有卷繞和疊片兩種，對應的電池結構形式主要為圓柱與方形、軟包三種，圓柱和方形電池主要采用卷繞工藝生產，軟包電池則主要采用疊片工藝。圓柱主要以18650和26650為代表（Tesla單獨開發(fā)了21700電池、正在全行業(yè)推廣），方形與軟包的區(qū)別在于外殼分別采用硬鋁殼和鋁塑膜兩種，其中軟包主要以疊片工藝為主，鋁殼則以卷繞工藝為主。
軟包結構形式主要面向中高端數碼市場，單位產品的利潤率較高，在同等產能條件下，相對利潤高于鋁殼電池。
展開 汽車輕量化技術應用現狀
2.3 輥壓成型
輥壓成型是以若干對輥輪為成型工具，隨著輥輪的旋轉運動，將鋼帶向前送進的同時進行順次成型，以獲得所需斷面形狀的一種加工方法，輥壓成型示意圖，如圖3 所示。比較典型的應用輥壓成型的零部件包括前后防撞梁、門檻梁、頂蓋橫梁、地板橫梁、車門窗框等。某車型門檻梁采用輥壓成型工藝，應用1.4 mm 的1180MS 冷軋高強鋼替代2.0 mm 的B410LA 冷軋汽車結構件鋼，單件質量減輕30%，單件成本下降23.2%，有效地實現了減重降本。
4 激光拼焊板的應用
激光拼焊技術可以將不同厚度、不同材質及不同表面狀態(tài)的鋼板對拼后焊接在一起，再沖壓成零部件。
因其具有自由組合的性質，可將不同的鋼板進行拼接，實現了減輕車身質量、增加車身剛度、減少車身裝配零件數量、提高裝配精度和成本的目的。采用激光拼焊板可使零件質量減輕24%，生產時間縮短21%。目前由激光拼焊板生產的汽車車身零部件主要有前后車門內板、前后縱梁、側圍、底板、A/B/C 柱、輪罩及背門內板等。
3 優(yōu)化結構設計方法的應用
除了造型、厚度及斷面優(yōu)化等傳統(tǒng)汽車結構優(yōu)化的輕量化方法，新能源汽車輕量化結構設計還體現在驅動電機小型化、逆變器的小型化、電驅系統(tǒng)的高度集成及輪轂電機的應用等。
驅動電機小型化的主要實現途徑包括提高永磁電機功率密度、增加線圈的占積率、拓寬回饋制動高效區(qū)、縮短線圈末端和采用低成本易采購的電磁鋼板等，比較典型的案例是本田混合動力車上采用的二電機驅動系統(tǒng)（電機與發(fā)動機），與使用常規(guī)電機相比，高度與寬度分別縮減了9.2%和9.7%。
逆變器的小型化是加速電動化的關鍵，而碳化硅功率器件較現有車載逆變器中使用的硅功率器件，可以使逆變器的功率損耗降低超過50%，損耗減小即發(fā)熱量減少，由此可以減小逆變器尺寸。
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【技術帖】新能源汽車結構優(yōu)化輕量化關鍵工藝分析
3.3 輥壓成型工藝
輥壓成型工藝是指材料隨著輥輪轉動，材料在輥輪碾壓下成型。輥壓成型工藝。主要包括三個階段：①材料通過引料、送料機送到剪切對焊裝置對材料進行處理。②使用壓機、成型機進行輥壓成型定型。③對定型后的模具進行沖孔、切邊、壓型等處理。在新能源汽車制造生產中常用制造門檻梁、車門窗框、防撞梁等。
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新能源汽車結構優(yōu)化設計方法
實現新能源汽車輕量化主要有三個途徑：使用材料、生產工藝和優(yōu)化汽車結構。通常情況下優(yōu)化汽車結構，可通過減少材料和車重實現安全和性能要求。通過優(yōu)化車身結構實現汽車輕量化是目前最為有效的途徑。其中減少汽車車身、減少車架重量是減少汽車總重量的主要途徑。此外，優(yōu)化新能源汽車結構設計還從逆變器小型化、驅動電機小型化等方面進行考慮。逆變器小型化通過縮減體積大小，減少能量損害，從而減少發(fā)熱損失。驅動電機小型化通過縮短線圈、降低線圈材料使用等方式，提高線圈利用率。
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結語
綜上所述，在社會經濟發(fā)展中，汽車已經成為人們生活中必不可少的出行工具。隨著汽車數量逐漸增多，對環(huán)境造成的惡劣影響，讓人們不得不重視環(huán)境保護意識。因此在汽車行業(yè)發(fā)展中，汽車輕量化已成為未來發(fā)展趨勢，只有不斷完善輕量化體系、提升對輕量化材料認知，才能推進汽車輕量化發(fā)展。
展開 蜂巢能源的短刀片電芯生產和發(fā)展路線
▲圖3.短刀相比之前的寬幅涂布有很大的變化
在輥壓工序中，整體工藝沒有很大的差異，由于幅度比較寬，通過正極熱輥壓，負極雙輥連續(xù)滾軋，在輥壓機上進行電磁加熱、紅外線在線烘烤、在線激光測厚、廢料邊去除等技術集成，效率還是有很大的提升。
在模切工序，蜂巢能源應用了激光模切，節(jié)省模具投入和設備維護的費用，模切效率也得到40%的提升（30m/min提升至40-50m/min）。
在這里的最大挑戰(zhàn)是激光過程產生的毛刺，需要檢測層面非常精細化的算法。下一步產線的提升，主要依靠卷對卷模切+切疊一體設備，在工藝層面進行集成。
對于刀片系列的電池而言，某種意義上是從軟包進化過來的（疊片工藝的電池生產），疊片速度一直是行業(yè)痛點，在這里看到的是雙工位疊片效率高達0.4s/片，已研發(fā)完成的下一代超高速刀片式電芯極組成型設備，疊片效率可以做到0.125s/片，配合電芯的設計可以在電芯封裝層面，對于卷繞極組成形效率形成實質性的挑戰(zhàn)。
▲圖4.高速疊片機
軟包的電芯厚度瓶頸，在刀片設計的理念下，其實突破了。所以這顆磷酸鐵鋰的電芯，在21mm的厚度下達到了184Ah，還有進一步增長的空間。
▲圖5.雙卷芯的設計9mm合成21mm的厚度電芯
從生產的過程來看，二期工廠相比于之前看到的一期，在細節(jié)上有很多的改進，主要是兼容性方面：二期兼容了VDA、短刀兩種不同的設備，在細節(jié)方面諸如傳輸設備方面作了改進，特別是導入了卷芯磁懸浮的物流體系，加上改進的AGV運輸物流，極大的提高了節(jié)拍和效率。在參觀過程中，工廠配置的人員又少了很多，而加入了更多的檢測手段，通過強大的軟件系統(tǒng)和數據分析來提高工藝直通率，變得更加智能化了。
展開 汽車輕量化-鋁合金材料的技術應用及加工工藝整合
輥壓成形工藝
輥壓成形工藝是一種以若干滾輪轉動將材料送入，同時順次成形，獲得所需斷面產品的工藝。近年來，國外主流汽車廠商所開發(fā)的新車型中，輥壓型鋼零部件已占到60％，輥壓門檻在國內合資品牌廠商應用也逐漸普及，如上汽通用、長安福特、上汽大眾等，但這一技術在我國自主品牌汽車中才剛剛起步。眾泰汽車作為我國自主品牌汽車的中堅力量，從2017年末提出，僅用一年時間便突破技術難關并應用在最新試制車型上。
相比傳統(tǒng)沖壓工藝技術，輥壓成形工藝不僅能提高零部件合格率，同時還能有效提升性能，進而降低制造成本。
輥壓成形工藝能大幅度的提高零部件生產的合格率，例如汽車的門檻邊梁內板，一般都選用強度更強的高強鋼。傳統(tǒng)工藝下，這種鋼材在沖壓時單段應變過大，易產生回彈，且模具調試難度大，所以合格率不高。而輥壓生產過程中，零件可分數十段成形，通過有限元計算分析得出的應變曲線圖，可以看出各段應變峰值沒有超過0.4%的極限應變，產品回彈更小，精度也更易控制
汽車大型車門結構件的壓鑄工藝
汽車大型構件汽車大型構件常常起到支撐或承載負荷的作用，具有結構繁雜、外形尺寸較大、厚度不均等特征。同時，直接關系到汽車的行駛安全性，因而對其力學性能要求較高，詳見表 1。
表1 汽車大型構件力學性能要求
通常為了獲得良好的性能， 需對大型構件進行熱處理。若要求與其他構件可靠銜接，工件還應具有較好的鉚接、焊接性能等。
常規(guī)壓鑄工藝的弊端
常規(guī)的壓鑄生產過程中，由于合金液的快速充型, 使型腔與壓室內部的氣體難以排盡，這些氣體卷入到合金液中， 將在鑄件內部形成氣孔缺陷。嚴重時，將使鑄件喪失熱處理與焊接性能。
展開 工藝設計優(yōu)化對汽車整車材料利用率提升的影響
輥壓成形
輥壓成形是通過輥壓設備，利用材料的塑性將材料加工成特定形狀的零件的工藝。和傳統(tǒng)的成形工藝和切削工藝相比，輥壓具有生產效率高、節(jié)約材料等優(yōu)點，并且生產出的零件強度較高、質量穩(wěn)定。在產品生產批量較大時，可以采用此種生產工藝。
圖11 車門內板激光拼焊板
結論
(1)在產品設計階段，通過零件形狀的優(yōu)化，盡量減少不規(guī)則的形狀，規(guī)避不合理的產品結構，改善零件分塊布局。通過產品結構優(yōu)化，可以降低工裝開發(fā)的難度，提高材料利用率。
(2)模具工藝設計階段，在滿足零件成形要求的前提下，盡量選擇適當的成形方式、設置合理的工藝補充面、采用合模工藝、充分利用大型零件的邊角料和輪廓內部余料，全面提高整車材料利用率。
(3)制定新工藝技術應用的投入產出平衡點，充分利用新的生產工藝和技術。
——來源：《鍛造與沖壓》2020年第24期
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