辊压成型在汽车轻量化中应用的关键技术及发展-北方工业大学

汽车的白车身减重是轻量化的重要内容。

辊压件是白车身的重要构件。

本文介绍了汽车中辊压成形的应用及关键技术，特别是高强钢的辊压成形中的回弹、变形能以及扭曲、侧弯、边波等缺陷的预防和解决办法。

开发了多代保险杠、防撞杆、门槛等辊压件产品。

对于辊压成形国内外先进技术的发展作了介绍。

汽车轻量化中的辊压件为减少能源消耗和环境污染，汽车轻量化成为世界各国汽车制造的新趋势。

白车身作为汽车的重要部件，占到总车重量的40%左右，因此白车身的减重优化成为轻量化设计的重要内容。

目前国际上新车型白车身开发设计，广泛采用先进高强度钢板，其中有相当部分的构件，诸如前后保险杠、门梁、框轨、车顶弓型架、车身的B柱及底盘等构件，都是由辊压成形制造方式完成的。

辊压成形工艺广泛应用于汽车部件的制造，汽车上很多部件是由辊压工艺生产的（图1）。

辊压成形工艺与传统冲压相比，具有高效、节材、环保、成本低等突出优点，成为汽车部件制造工艺方法之一。

据统计采用辊压工艺制造的汽车部件，大约为车重的10%左右。

图1 辊压工艺生产的汽车零件辊压成形是通过顺序配置的多道次成形轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行弯曲，以制成特定断面的型材。

辊压成形与其他板金属成形的工艺相比，具有以下优点：⑴生产效率高，适合于大批量生产，和冲压、折弯工艺相比提高效率10倍以上，制造成本大幅降低。

⑵加工产品的长度基本不受限制，可以连续生产。

⑶产品的表面质量好，尺寸精度高。

⑷在辊压成形生产线上可以集成其他的加工工艺，如冲孔、焊接、压花等。

⑸与热轧和冲压工艺相比能够节约材料15%～30%。

⑹生产噪声低，无环境污染。

辊压成形工艺加工出来的型材其断面结构合理、品种规格繁多、几何尺寸精确，体现了现代社会对材料轻型化、合理化、功能化的使用要求。

辊压成形是一种高效节能的工艺技术，符合“发展循环经济，创建节约社会”的政策要求。

辊压成形采用先进的高效生产工艺，使成形截面达到最好的力学性能。

高强钢辊压成形的关键技术先进高强度钢AHSS（Advanced High Strength Steel）具有优良的材料性能。

浅谈辊压成型工艺一、背景简介确保汽车安全可靠的前提下，减轻整车重量可以做到降低油耗，提升性能的作用，故而轻量化、节能环保一直是汽车行业各大主机厂、配套供应商追求的目标，目前轿车行业为解决轿车轻量化问题，实现的手段是采用材质替代或者高强度钢板，在等强度计条件下减少板厚度及重量。

进而高强钢、超高强钢广泛应用于汽车零部件中，并且占整车比重呈逐年上升的趋势。

随着强度级别的加大，材质塑性急剧下降、回弹也越来越大、一次成型性变差，常规冲压工艺很难满足工艺要求，从而热成型工艺、辊压工艺成为优选工艺，具体应用到汽车上，其中A 柱、B柱目前主流的生产工位为热成型，而前后防撞梁、车门槛、车门顶饰条、门框亮条、座椅滑轨、汽车等截面纵梁、车门上框、玻璃导槽、车门导轨、落水槽嵌条等辊压成型又是最主要的工艺。

二、辊压工艺基本原理辊压成型指的是成卷带料经过多道次不同形状、规格辊轮，宽度方向不断弯曲，进而形成特定断面形状的一种加工工艺，材料材质普遍为钢、铝，尤其适用于高强度钢材的成型，其中抗拉强度＞1 500 MPa 的马氏体钢已形成成熟的工艺。

三、辊压成型工艺基本流程辊压成型工艺核心工艺为冷弯成型，但是由于产品结构复杂，所以产线会涉及前后道工序，实现形式也不尽相同。

国内现有的辊压线工艺实现形式为：线上料带前冲孔、辊压成型、简单切断；线下借助于压机+切边模具、压机+异形端头切断模具、压机+压型模具单独工序实现。

且辊压精度低、工序漏冲孔等不能实现在线检测、用人多、效率低等缺点。

国外辊压线工艺实现现形式为: 线上料带前冲孔、辊压成型、在线切边、在线压型、在线异形端头切断、在线漏冲孔检测，整线的速度、精度、柔性、自动化程度均比较高。

根据产品结构不同工艺流程也不近相同以国内先进的开口直条型产品（门槛件）典型工艺流程为：开卷→整平→剪切对焊→地坑→预冲→伺服送料机→地坑→冷弯成型→压型模→切边模→定长切断→码料；其中开卷用于将卷料开卷为产线输送钢带；整平将用于释放钢带生产过程中的应力，保证钢带平整，从而保证后期产品稳定性；剪切对焊用于卷料头尾衔接，避免二次上料，极大节约时间；地坑也可以成为储料坑，主要用于保证产线线平衡；预冲主要用于冲孔等，对产品上部分孔进行辊压前冲压；冷弯成型是核心单元伺服驱动，通过一组组辊轮，钢带慢慢成型；压型模、切边模用于将成型产品进行凸台或者凹槽的加工，以及法兰边的加工，此工艺可以在产品下线后进行；定长切断可以根据产品图纸长度要求，对产品进行切断；码料单元用于将切断产品进行拾取，并放置到料箱中，用于传递到下一工序。

高精度超高强钢长滑轨辊压制造技术晏培杰;王超【摘要】目的解决超高强钢辊压成形过程中回弹大、尺寸精度差、材料利用率低、生产效率低等问题,生产出高精度的超高强钢长滑轨产品,以满足市场需求.方法从截面形状、尺寸精度及冲孔要求三方面,对以DP980超高强钢材料成形的典型的滑轨产品进行了技术分析,针对该产品特性重点设计了冲孔方案,采用三步质量控制法对产品的成形过程及辊压模具设计进行了优化,最后采取多种方法对产品质量进行了全面检测.结果实际制造完成后的产品检测表明,通过优化模具设计及调整现场工艺,最终生产出的长滑轨各项指标均满足图纸要求,解决了超高强钢材料的成形难题.结论在超高强钢材料及尺寸较长产品的成形制造中,辊压成形技术相比其他成形工艺更加具有优势.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2017(009)006【总页数】5页(P37-41)【关键词】长滑轨;高精度;辊压成形;超高强钢【作者】晏培杰;王超【作者单位】上海宝钢型钢有限公司,上海 201900;上海宝钢型钢有限公司,上海201900【正文语种】中文【中图分类】TG334.13随着当今社会家庭结构的变化，人们的用车需求逐渐发生了改变，MPV类多功能车渐渐占据市场份额，成为汽车行业的新焦点。

据统计，2010年至2016年我国MPV车型销量由 44.54万辆增长至249.7万辆，所占乘用车比例由3.24%增长至10.24%，增长十分迅速。

MPV在汽车市场中的迅速发展，使其相关配件也成为行业热点，座椅滑轨就是重点之一。

MPV一般采用轿车底盘，通常可乘坐7～8人，其座位分为3排，集旅行车宽大乘员空间、轿车的舒适性和厢式货车的功能于一身，因此其座椅滑轨要比普通5座乘用车长很多。

此外滑轨作为汽车座椅上的重要部件，要在尽可能减重、以符合节能减排发展趋势的同时，保证自身安全系数不降低，保证乘驾人的安全，因此越来越多的滑轨开始使用先进高强钢材料制造[1—4]。

汽车轻量化技术发展趋势武万斌;年雪山【摘要】文章从轻量化材料的应用、车身结构优化设计和先进制造工艺3个方面对汽车轻量化技术的国内外现状和发展进行了研究和分析.介绍了汽车结构优化、新材料及新技术的应用,强调了高强度钢、铝合金、塑料和复合材料是目前汽车轻量化不可缺少的;热成形技术、辊压成形技术以及差厚板技术在汽车轻量化中得到了广泛的应用.汽车结构优化完善、多材料一体化、零部件的轻量化是未来汽车轻量化发展的方向.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】3页(P15-17)【关键词】汽车轻量化;先进制造工艺;复合材料【作者】武万斌;年雪山【作者单位】北京汽车股份有限公司;北京汽车股份有限公司【正文语种】中文汽车轻量化是实现节能减排的重要措施之一,对汽车工业的可持续发展具有重要意义。

目前汽车轻量化材料在车身上得到了广泛的应用，实现汽车轻量化主要通过采用轻量化材料及应用先进的工艺技术，轻量化材料不仅可以节能减排，也可以降低汽车研发成本。

采用先进的工艺技术可以提高车身的安全性、耐久性。

汽车轻量化材料成为汽车行业中替代钢材的一种趋势，先进的工艺技术为材料的不断更新提供稳定的发展基础。

1 汽车轻量化发展现状1.1 高强度钢板的应用高强度钢板的真正优势是减薄钢板、减轻车身质量而又不降低车身安全性。

无论从成本还是性能角度分析，高强度钢板是满足车身轻量化、提高碰撞安全性的首选材料，主要应用在AB柱、地板、门槛等车辆的关键结构件。

宝马部分车型中的中通道、地板、B柱、车门防撞杆均采用高强钢，如图1所示。

图1 宝马采用高强度钢板的中通道、地板、B柱等关键部件凯迪拉克的AB柱内板、地板中通道、横梁等关键部件均采用先进的高强钢，通过结构优化设计，使钢制下车体结构比铝制车体减重6 kg，如图2所示。

图2 凯迪拉克采用高强度钢板的AB柱内板、地板中通道、横梁等关键部件1.2 铝合金的应用铝合金作为轻质金属，是汽车轻量化的理想材料。

汽车轻量化的九大关键工艺！文章来源：材加网一、激光拼焊（TWB）及不扥厚度轧制板（VRB）1.激光拼焊技术激光拼焊是将不同厚度、不同材质、不同强度、不同冲压性能和不同表面处理状况的板坯拼焊在一起，再进行冲压成形的一种制造技术。

德国大众最早于1985年将激光拼焊用于汽车。

北美于1993年也大量应用激光拼焊技术。

目前，几乎所有的著名汽车制造商都采用了激光拼焊技术。

采用拼焊板制造的结构件有身侧框架、车门内板、风挡玻璃框架／前风挡框、轮罩板、地板、中间支柱（Ｂ柱）等（见图1）。

最新统计表明，最新型的钢制车身结构中，50%采用了拼焊板制造。

图1 激光拼焊技术在车身上的应用实例激光拼焊技术在20世纪90年代末引入中国，一汽、上汽、长城、奇瑞、吉利等汽车公司在前纵梁、门内板和B柱加强板等都有应用。

宝钢已有23条激光拼焊生产线，年产2 200多万片板坯，占我国市场份额的70%以上，是世界第三、亚洲第一大激光拼焊板生产公司。

鞍钢也在与蒂森克虏伯合作，在长春等地建立激光焊接加工生产线。

2.不等厚度轧制板变厚板是轧钢机通过柔性轧制工艺生产的金属薄板，即在钢板轧制过程中，通过计算机实时控制和调整轧辊的间距，以获得沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板料。

图2显示了变厚板生产的工艺原理。

与TWB钢板相比，VRB 钢板仅可为同一种钢种，宽度也不能太宽，更适合制造梁类零部件。

图2 不等厚度轧制板生产原理德国Mubea公司有两条变厚板生产线，年产7万t。

板厚为0.7～3.5m m，原始板料的最高强度为800MP a级别。

目前，欧洲70余个车型使用变厚板或者变厚管产品。

奔驰C级车中通道加强板、前地板纵梁、后保险杠、后地板横梁等11个零件使用了VRB钢板。

我国宝钢和东北大学均开展了VRB钢板的研发和生产工作，目前具备了小批量供货的能力。

借助于强大的材料开发能力，宝钢形成了VRB零件的设计、材料开发、成形过程模拟、模具设计和产品质量评估的能力，并已试制成功前纵梁、仪表板支架、顶盖横梁等零件，同时也轧制成功了1 500MPa级别的非镀层和铝硅镀层的热冲压成形钢板，成功试制了热冲压成形VRB中通道零件。

2024年汽车辊压件市场环境分析一、行业概述汽车辊压件是一种常用于汽车制造过程中的零部件，用于对汽车车身进行成形和加工。

随着汽车产业的快速发展，车身结构设计趋向轻量化和高强度化，对辊压件的需求也不断增加。

二、市场规模及趋势1. 市场规模根据数据显示，全球汽车辊压件市场在过去几年保持了稳定增长的态势。

预计到2025年，全球汽车辊压件市场规模将达到XX亿美元。

2. 市场趋势a) 轻量化需求随着汽车行业对节能减排和燃油效率要求的不断提高，轻量化成为了市场的主要趋势。

辊压件作为车身结构的重要组成部分，其重量和强度对整车的性能有着重要影响。

因此，轻量化也成为了辊压件制造商需要解决的重要问题。

b) 新能源汽车市场的崛起新能源汽车市场的快速崛起将对汽车辊压件市场产生重要影响。

新能源汽车的电池包需要辊压件进行密封和固定，而电动汽车的发展也促进了对轻量化辊压件的需求。

c) 自动驾驶技术的普及随着自动驾驶技术的不断发展和普及，对辊压件的需求也会随之增加。

自动驾驶汽车的传感器和控制设备需要安全可靠的辊压件进行支撑和固定。

3. 市场竞争格局当前，全球汽车辊压件市场竞争激烈，市场主要由少数大型汽车厂商和供应商主导。

这些企业拥有先进的技术和生产设备，可以提供高质量和定制化的辊压件产品。

与此同时，随着新兴市场的崛起和中小型企业的发展，市场竞争也变得更加激烈。

这些企业通过降低产品成本和提供个性化的解决方案来争夺市场份额。

三、市场发展机遇1. 创新技术的推动随着科技的不断进步，新的材料和制造技术的应用为辊压件制造业带来了新的机遇。

例如，3D打印技术的普及可以实现辊压件的个性化定制和快速生产。

2. 政策支持政府对环保和新能源汽车的政策支持也为辊压件市场带来了发展机遇。

例如，对新能源汽车零部件的产业发展给予一定的税收优惠和支持政策。

3. 市场拓展空间全球汽车辊压件市场仍有较大的拓展空间，尤其是在新兴市场和发展中国家。

这些地区对汽车辊压件的需求不断增加，为企业提供了更大的市场机遇。

特高强辊压钢应用技术研究
宋文斌;易婷;李雪薇;姜发同;史宝良
【期刊名称】《汽车工艺师》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】结合特高强材料的开发现状,通过对某车型特高强辊压结构开发案例分析,对未来在此领域的技术趋势进行判断。

【总页数】5页(P14-17)
【作者】宋文斌;易婷;李雪薇;姜发同;史宝良
【作者单位】吉利汽车研究院(宁波)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU5
【相关文献】
1.汽车高强钢辊压件的应用和其实现研究
2.应用先进高强钢的典型汽车零件辊压成形关键技术及开发
3.基于正交设计的高强度钢矩形管热辊压工艺参数优化分析
4.高强汽车大梁钢辊压开裂分析
5.热辊压高强钢的商用车电池框架疲劳损伤分析
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