輥壓成形
關(guān)注創(chuàng)建者：不是真正的工程師 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-20
輥壓成形的實(shí)例教程
輥壓成形分析：
（1）底座和輥輪為先設(shè)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(gòu)建：ABAQUS建模-底座、輥輪和板料
2.材料參數(shù)定義：根據(jù)實(shí)際自行定義
（1）創(chuàng)建材料
（2）創(chuàng)建截面
（3）截面指派
3.網(wǎng)格系統(tǒng)的構(gòu)建：
（1）裝配
（2）網(wǎng)格劃分
（3）單元類型選擇：C3D8R
求解：
1.求解器的設(shè)定
（1）求解器：質(zhì)量縮放加快求解
（3）輸出設(shè)定保持默認(rèn)
2.連接關(guān)系的構(gòu)建
（1）接觸屬性：摩擦系數(shù)0.2
（2）接觸關(guān)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(diǎn)、輥輪及其參考點(diǎn)都設(shè)置為剛體約束
3.邊界條件的設(shè)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(shè)置其轉(zhuǎn)動(dòng)速度和Z方向的位移速度。
后處理：
圖1 Mises應(yīng)力云圖
圖2 等效塑性應(yīng)變?cè)茍D
仿真動(dòng)畫(huà)
模型及其分析過(guò)程僅供參考，距實(shí)際工程應(yīng)用仍存在不足。
展開(kāi) 3D輥壓成形已被推薦作為在超高強(qiáng)度鋼中制造一些略復(fù)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(dòng)車設(shè)計(jì)概念中使用1700兆帕鋼的3D輥壓成形來(lái)保護(hù)電池 。該設(shè)計(jì)利用3D輥壓成形（"波紋形"）梁，以交織的波紋布置，形成非常堅(jiān)固的電動(dòng)車電池外殼底座，其波紋高度是此類結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)高度的一半。
汽車底板下方的藍(lán)色橫梁是電池外殼的波紋梁結(jié)構(gòu)。采用Docol 1700兆帕材質(zhì)的3D輥壓成形梁的交叉分布使波紋狀結(jié)構(gòu)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(kuò)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(qiáng)度鋼的下一步規(guī)劃是什么？
SSAB一直在仔細(xì)跟蹤新形冷成形技術(shù)的引入和部署，了解冷成形工藝的效率——具有更短的單位沖次時(shí)間、更簡(jiǎn)單的壓力機(jī)和更少的能源使用——與汽車制造商簡(jiǎn)化生產(chǎn)、降低成本和可持續(xù)性的目標(biāo)保持一致。
文章來(lái)源：SSAB官網(wǎng)
展開(kāi) 熱成形技術(shù)在我國(guó)自主品牌汽車中有大量應(yīng)用。
四、輥壓成形技術(shù)
輥壓成形工藝通過(guò)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。輥壓成形的優(yōu)勢(shì)在于能夠加工其他工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形狀。一般，輥壓成形為等截面零件，近年來(lái)開(kāi)始開(kāi)發(fā)三維變截面輥壓成形技術(shù)。其優(yōu)勢(shì)是合理設(shè)計(jì)型材的幾何斷面，提高承載能力，減輕零件質(zhì)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(qiáng)度鋼輥壓成形，奔馳新Ｂ級(jí)車地板有多個(gè)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(shù)可能生產(chǎn)的乘用車車身變截面零件。
2005年瑞典開(kāi)發(fā)了3D柔性輥壓技術(shù)，2011年開(kāi)發(fā)完成世界上第一條3D柔性輥壓生產(chǎn)線，通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)軋輥上下移動(dòng)、水平移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)，生產(chǎn)寬度可變、深度可變的零件。德國(guó)DATAM公司也完成了3D柔性輥壓生產(chǎn)線的開(kāi)發(fā)，用于商用車大梁及乘用車邊梁。
2014年，我國(guó)北方工業(yè)大學(xué)與一汽集團(tuán)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)出我國(guó)自主研發(fā)的首套高強(qiáng)度鋼三維輥壓生產(chǎn)制造控制系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)了3D柔性輥壓技術(shù)，用于變截面零件輥壓成形。
五、半固態(tài)成形技術(shù)
麻省理工學(xué)院的研究人員在1972年首次提出采用半固態(tài)加工技術(shù)可以得到高性能的鋁合金。20世紀(jì)90年代，半固態(tài)技術(shù)開(kāi)始在汽車部件上應(yīng)用。目前，美國(guó)AEMP、德國(guó)EFU、意大利StamPal、法國(guó)Pechiney、美國(guó)Alunax工程工業(yè)公司和瑞士Alusuisse公司均已形成相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)業(yè)規(guī)模，大量用于交通運(yùn)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(zhì)量也不斷加大，意大利StamPalSPa和菲亞特公司生產(chǎn)的半固態(tài)鋁合金零件重達(dá)7kg。
展開(kāi) 除全鋁車身以外，均應(yīng)用了熱成形構(gòu)件。
國(guó)外目前至少有110條熱沖壓成形生產(chǎn)線，主要分布在美國(guó)（19條）、德國(guó)（30條）、日本（10條）以及法國(guó)、西班牙、瑞典等國(guó)。
國(guó)內(nèi)已建成和在建的熱成形生產(chǎn)線有30～40條，熱成形件的產(chǎn)量可達(dá)到5 000萬(wàn)件。熱成形技術(shù)在我國(guó)自主品牌汽車中有大量應(yīng)用。
輥壓成形技術(shù)
輥壓成形工藝通過(guò)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。輥壓成形的優(yōu)勢(shì)在于能夠加工其他工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形狀。一般，輥壓成形為等截面零件，近年來(lái)開(kāi)始開(kāi)發(fā)三維變截面輥壓成形技術(shù)。其優(yōu)勢(shì)是合理設(shè)計(jì)型材的幾何斷面，提高承載能力，減輕零件質(zhì)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(qiáng)度鋼輥壓成形，奔馳新Ｂ級(jí)車地板有多個(gè)零件采用輥壓成形（見(jiàn)圖5），材料利用率在90%以上。圖5所示為三維輥壓技術(shù)可能生產(chǎn)的乘用車車身變截面零件。
2005年瑞典開(kāi)發(fā)了3D柔性輥壓技術(shù)，2011年開(kāi)發(fā)完成世界上第一條3D柔性輥壓生產(chǎn)線，通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)軋輥上下移動(dòng)、水平移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)，生產(chǎn)寬度可變、深度可變的零件。德國(guó)DATAM公司也完成了3D柔性輥壓生產(chǎn)線的開(kāi)發(fā)，用于商用車大梁及乘用車邊梁。
2014年，我國(guó)北方工業(yè)大學(xué)與一汽集團(tuán)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)出我國(guó)自主研發(fā)的首套高強(qiáng)度鋼三維輥壓生產(chǎn)制造控制系統(tǒng)。
展開(kāi) 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?em>輥壓成形、切斷以及在線焊接技術(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?em>輥壓變形機(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。
展開(kāi) 
輥壓成形的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
輥壓成形的最新內(nèi)容
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(wèn)題解決方案？
3D輥壓成形已被推薦作為在超高強(qiáng)度鋼中制造一些略復(fù)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(dòng)車設(shè)計(jì)概念中使用1700兆帕鋼的3D輥壓成形來(lái)保護(hù)電池 。
、輥壓機(jī)、旋壓機(jī)、下料設(shè)備如鋸床（圓盤鋸、帶鋸床）、鉆孔及打孔設(shè)備、具、棒料剪床、三D打印等；
5，自動(dòng)化、智能化裝置：自動(dòng)開(kāi)卷、校平、校直、喂料、傳送、送料、落料、上下料、搬運(yùn)堆垛、沖壓機(jī)器人、助力機(jī)械手、工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)線等；
6，工裝&模具：鍛造模具、沖壓模具、汽車成形模具、鈑金模具、工裝及其它成形模具等；
7，金屬表面處理：清洗設(shè)備、激光清洗機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)、激光雕刻機(jī)、激光噴碼機(jī)、涂油
鈑金包括剪切、沖孔、切割、沖/切復(fù)合、折彎、鉚接、拼接、滾壓、輥壓（漸進(jìn)成形）、翻邊、卷邊和扭曲等工序；而制作則是指利用設(shè)備與工具對(duì)型材和管材進(jìn)行切割、彎曲和打孔等加工，從而獲得一定形狀零部件的加工過(guò)程。一些情況下，鈑金與制作在中國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)體系中被納入五金沖壓件生產(chǎn)工藝的范疇。
、輥壓機(jī)、旋壓機(jī)、下料設(shè)備如鋸床（圓盤鋸、帶鋸床）、鉆孔及打孔設(shè)備、刀具、棒
料剪床、3D打印等；
◆自動(dòng)化、智能化裝置：開(kāi)卷、校平、校直、喂料、傳送、送料、落料、上下料、搬運(yùn)堆
垛、沖壓機(jī)器人、助力機(jī)械手、自動(dòng)化機(jī)器人生產(chǎn)線等；
◆工裝&模具：鍛造模具、沖壓模具、鈑金模具、工裝及其它各種成形用模具等；
◆金屬表面處理：清洗機(jī)、涂油、去毛刺機(jī)、砂光機(jī)、防銹防腐蝕材料及相關(guān)設(shè)備
、輥壓機(jī)、旋壓機(jī)、下料設(shè)備如鋸床（圓盤鋸、帶鋸床）、鉆孔及打孔設(shè)備、具、棒料剪床、三D打印等；
5，自動(dòng)化、智能化裝置：自動(dòng)開(kāi)卷、校平、校直、喂料、傳送、送料、落料、上下料、搬運(yùn)堆垛、沖壓機(jī)器人、助力機(jī)械手、工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)線等；
6，工裝&模具：鍛造模具、沖壓模具、汽車成形模具、鈑金模具、工裝及其它成形模具等；
7，金屬表面處理：清洗設(shè)備、激光清洗機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)、激光雕刻機(jī)、激光噴碼機(jī)、涂油
輥壓成形分析：
（1）底座和輥輪為先設(shè)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(gòu)建：ABAQUS建模-底座、輥輪和板料
2.材料參數(shù)定義：根據(jù)實(shí)際自行定義
（1）創(chuàng)建材料
（2）創(chuàng)建截面
（3）截面指派
3.網(wǎng)格系統(tǒng)的構(gòu)建：
（1）裝配
（2）網(wǎng)格劃分
（3）單元類型選擇
輥壓成形工藝
輥壓成形工藝是一種以若干滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)將材料送入，同時(shí)順次成形，獲得所需斷面產(chǎn)品的工藝。近年來(lái)，國(guó)外主流汽車廠商所開(kāi)發(fā)的新車型中，輥壓型鋼零部件已占到60％，輥壓門檻在國(guó)內(nèi)合資品牌廠商應(yīng)用也逐漸普及，如上汽通用、長(zhǎng)安福特、上汽大眾等，但這一技術(shù)在我國(guó)自主品牌汽車中才剛剛起步。
一個(gè)完整的車門總成要涉及沖壓成形，輥壓成形、焊接、涂膠、扣合（或滾邊壓合）以及裝配等多道工序內(nèi)容。
輥壓成形技術(shù)
輥壓成形工藝通過(guò)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。輥壓成形的優(yōu)勢(shì)在于能夠加工其他工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形狀。一般，輥壓成形為等截面零件，近年來(lái)開(kāi)始開(kāi)發(fā)三維變截面輥壓成形技術(shù)。
輥壓成形
輥壓成形是通過(guò)輥壓設(shè)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(chǎn)效率高、節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)，并且生產(chǎn)出的零件強(qiáng)度較高、質(zhì)量穩(wěn)定。在產(chǎn)品生產(chǎn)批量較大時(shí)，可以采用此種生產(chǎn)工藝。
