輥壓成型是將板材送入包含多個連續(xù)成對滾輪的輥壓軋機中，每對滾輪逐漸將板材彎曲成所需的最終形狀。這種遞增的方法可以最大限度地減少應(yīng)變，補償回彈。因此，滾壓成型非常適合將先進的高強度鋼加工成具有復(fù)雜的形狀的零件，特別是那些伸長率低的鋼種，如馬氏體鋼。

滾輪的數(shù)量取決于鋼板的材料等級、成品零部件的復(fù)雜程度以及輥壓軋機的設(shè)計。一臺用于生產(chǎn)保險杠防撞梁的輥壓軋機可能需要多達30對滾輪。

滾壓成型是少數(shù)的只需要一種主要變形方式的金屬板材成型工藝。與大多數(shù)需要復(fù)雜的模具設(shè)計的成型工藝不同的是。在滾壓成型中，除了在彎曲半徑處有輕微變薄外，鋼板的厚度沒有明顯的變化。

滾壓成型適用于需要大批量生產(chǎn)、截面復(fù)雜、長度長并有嚴(yán)格尺寸公差要求的零件。這個連續(xù)的生產(chǎn)過程中包括鋼板卷材送入、滾壓成型和定尺切割。切口、開槽、沖孔、壓花和彎曲與輪廓滾壓成形相結(jié)合，在滾壓成形機的出口端生產(chǎn)成品部件。事實上可以直接將汽車門梁防撞梁軋制成適當(dāng)?shù)膶挾龋恍枰谶\往汽車裝配線之前焊接上用于安裝的支架。下圖顯示了非常適合輥壓工藝的汽車零部件。

滾壓成型可以生產(chǎn)具有以下特點的高強鋼零件：

1. 各種機械性能水平和不同的微觀結(jié)構(gòu)的鋼材。

2. 最小半徑取決于鋼板的厚度和機械性能。

然而，高強度鋼板意味著滾輪和軋機框架上受到的力較大。根據(jù)經(jīng)驗，力與鋼板的強度和厚度的平方成正比。因此，必須檢查輥壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)強度等級，以避免輥壓過程中軸的彎曲。輥壓成型部件的最小內(nèi)半徑值主要取決于鋼材的厚度和抗拉強度，滾壓成型比彎曲工藝允許更小的半徑，如下圖所示。

下圖比較了CR1150/1400-MS彎曲和滾壓成型的情況。彎曲需要最小3倍厚度的半徑，但滾壓成型可以產(chǎn)生1倍厚度的半徑。

對回彈有影響的主要參數(shù)是部件的半徑、板材厚度和鋼的強度。正如預(yù)期，回彈角度變化隨著抗拉強度和彎曲半徑的增加而增加。

下圖顯示了用相同的輥壓模具對三種厚度相同、抗拉強度在1000兆帕至1400兆帕之間的鋼材所做零件的剖面。即使強度差別很大，回彈也幾乎相同。

高強度鋼滾壓成型指南：

1. 為成型材料選擇適當(dāng)數(shù)量的輥輪。鋼的強度越高，軋輥成型機上所需的輥輪數(shù)量就越多。

2. 使用材料的最小允許彎曲半徑，以減少回彈。

3. 將孔放在遠離彎曲半徑的地方，以幫助實現(xiàn)預(yù)期的公差要求。

4. 建立合理的尺寸公差要求，以成功地生產(chǎn)零件。

5. 使用適當(dāng)?shù)臐櫥?/span>

6. 對滾壓成型生產(chǎn)線使用適當(dāng)?shù)木S護計劃。

7. 預(yù)測末端擴口（回彈的一種形式），端部回彈是由于在滾壓成型過程中產(chǎn)生的應(yīng)力造成的。

8. 要認(rèn)識到，當(dāng)零件被整形（或在滾壓成型后被再成型）時，金屬的壓縮會導(dǎo)致側(cè)壁彎曲，從而導(dǎo)致配合問題。滾壓成型時不能使用打磨工具，因為使用打磨工具會增加側(cè)壁彎曲的嚴(yán)重性。

9. 不要期望來自不同材料廠家的具有相似屈服強度的鋼有相似的輥壓成型表現(xiàn)。

10. 不要過度指定公差，對于非關(guān)鍵區(qū)域不要提出過嚴(yán)的公差要求。

專門針對最高強度鋼指南：

1. 根據(jù)牌號不同，最小彎曲半徑應(yīng)為鋼板厚度的三到四倍，以避免開裂。

2. 回彈幅度從 120KSI鋼(1KSI=1千磅力/平方英寸=6.895MPa)的 10 度（ 830 MPa 最小屈服強度，860 MPa 最小抗拉強度）到 M220HT 鋼(CR1200/1500-MS)的 30 度不等，而低碳鋼則為1 到 3 度。在設(shè)計輥壓成型工藝時應(yīng)考慮回彈。

3. 由于回彈較高，因此很難在大半徑（半徑大于鋼厚度的20倍）的截面上實現(xiàn)較高的公差要求。

4. 輥輪的設(shè)計應(yīng)具有恒定的半徑和相鄰兩對輥輪之間的均勻過度。

5. 當(dāng)輥壓成型超高強度鋼時，與軟鋼相比需要多通過約50%的輥輪。所需的輥輪數(shù)量受型材彎曲位置的數(shù)量、鋼的機械性能、截面深度與鋼的厚度比、公差要求、預(yù)沖孔和切口的影響。

6. 由于更高的輥壓次數(shù)和更高的材料強度，輥壓成型所需的動力也要增加。

7. 由于材料強度較高，成形壓力也較高。應(yīng)考慮較大的軸直徑。應(yīng)避免使用薄而細長的軋輥。

8. 在滾壓成型過程中，避免被壓縮的橫截面部分出現(xiàn)過度永久伸長。

動態(tài)輥壓成型：

傳統(tǒng)的二維滾壓成型使用連續(xù)的滾壓架，將鋼板逐漸改變成目標(biāo)形狀，并在長度上保持一致的輪廓。先進的動態(tài)輥壓成型結(jié)合了計算機控制，具有多個自由度的輥架，允許成品輪廓沿其長度方向變化，形成三維輪廓。同一套輥壓工具通過改變單個輥架的位置和運動來創(chuàng)造不同的輪廓。在線三維輥壓加工擴大了滾壓成型應(yīng)用范圍，更多種類的零件可以被生產(chǎn)。

其中一個例子是用1700兆帕馬氏體鋼制成的三維滾壓管，用于2020年福特探險家和2020年福特Escape的A柱/車頂欄（下圖）。使用這種三位輥壓而不是液壓成型，使零件具有更小的輪廓，從而改善了駕駛員的視野，增加了內(nèi)部空間，并更好地安裝安全氣囊。強度-重量比提高了50%以上，從而使每輛車的總質(zhì)量減少了2.8至4.5公斤。

輥式?jīng)_壓：

傳統(tǒng)滾壓成型創(chuàng)造出的產(chǎn)品基本上在滾輪軸方向具有均勻的橫截面。一種被稱為輥式?jīng)_壓的新技術(shù)增強了加工不在滾動軸方向上的形狀和特征的能力。使用專利生產(chǎn)工藝，輥式?jīng)_壓可以在圓周方向生產(chǎn)出不同形狀的零件，如下圖。

這種方法可以應(yīng)用于傳統(tǒng)的滾壓成型生產(chǎn)線。在汽車車門防撞梁的例子中，中央部分的W形輪廓和連接到車門內(nèi)板的平坦部分是同時形成的，不需要額外的安裝支架和連接點焊，節(jié)約了零件成本。

下面是某汽車制造商用這種方法取代了用2.0毫米PHS-CR1500T-MB沖壓硬化鋼管制成的三件式車門防撞梁，防撞梁需要用1.4毫米CR-500Y780T-DP制成的兩端支架將其固定在內(nèi)板上。新的方法，采用一體式軋制的1.0毫米CR900Y1180T-CP復(fù)相鋼防撞梁，使重量減輕10%，成本降低20%。

這項技術(shù)于2017年開始在韓國某轎車上批量生產(chǎn)，2020年在韓國某SUV上批量生產(chǎn)，2021年在歐洲某SUV上批量生產(chǎn)。

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