載貨汽車縱梁是各種輕型、中型及重型載貨汽車車架的主要構(gòu)件，載貨汽車車架一般由左右兩根縱梁和幾根橫梁組成，車架作為整個汽車的基體，是組裝發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等各部件的骨架，承受來自車身內(nèi)外的各種載荷作用。同時，由于載貨車車架的結(jié)構(gòu)尺寸較大，各部件之間的裝配工藝比較嚴格，其結(jié)構(gòu)形式及加工工藝直接影響到重型載貨汽車的品質(zhì)。
在車架的主要構(gòu)成部件中，左右縱梁是整個車架的主體，是汽車其他部件的裝配基礎(chǔ)，同時也是汽車的關(guān)鍵承載部件。車型的多樣化和發(fā)動機等核心部件的改型等因素造成車架縱梁的形狀、尺寸和孔的大小及數(shù)量、分布等都有不同程度的差別，同時由于載貨汽車的承重要求造成其縱梁材料一般較厚、尺寸較長（幾乎與整車相當），所以載貨汽車縱梁的制造工藝極為復雜，其制造成本相對也比較高。
隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展及科技的不斷進步，縱梁的制造工藝及相應(yīng)工裝設(shè)備也不斷改進和優(yōu)化。隨之涌現(xiàn)出各種柔性化的縱梁制造技術(shù)及工藝，汽車縱梁的生產(chǎn)方式逐漸由“單一品種、大批量、小批次”向“多品種、小批量、多批次”轉(zhuǎn)變，本文主要對現(xiàn)代載貨汽車縱梁的制造工藝及相應(yīng)的加工設(shè)備做簡要論述。
制造工藝及裝備
隨著汽車工業(yè)的日益發(fā)展，載貨汽車縱梁的數(shù)量和品種也不斷增加，縱梁的制造工藝和加工設(shè)備也不斷創(chuàng)新和完善。總體來說，載貨汽車縱梁的制造工藝主要分為3個工序內(nèi)容：落料、孔加工和成形加工。其整體制造工藝流程則為上述三種工序內(nèi)容的部分或全部組合。
1. 各工序內(nèi)容及相應(yīng)加工設(shè)備
（1）落料
一般汽車廠直接采購的原材料鋼板都是大塊板料（見圖1），需要根據(jù)不同的產(chǎn)品將板料加工出所需的形狀和尺寸，此工序即為落料。根據(jù)加工設(shè)備的不同，落料工序主要分為剪切落料、模具落料和切割落料三種形式。
剪切落料的設(shè)備是剪板機（見圖2），根據(jù)其加工板料長度的不同，有3m、6m、8m和12m等不同規(guī)格；剪板機無需開發(fā)模具，在設(shè)備規(guī)格允許范圍內(nèi)可獲得不同厚度、長度和寬度規(guī)格的料片；但剪板機只能下矩形料片，只適用于等截面U形梁的生產(chǎn)，對于變截面梁則不適用。
模具落料的設(shè)備是大型壓力機，一般壓力機噸位高達3 000～6 000t（見圖3），可根據(jù)不同產(chǎn)品的需要來設(shè)計不同規(guī)格的模具進行落料，可用于落異形料片，且生產(chǎn)效率很高。但這種大型壓力機以及大型模具的投資費用巨大，若車型穩(wěn)定、產(chǎn)量又多，模具費用按產(chǎn)量分攤后也較經(jīng)濟。
切割落料的設(shè)備主要是各種形式的切割機，如等離子切割機和激光切割機等，可根據(jù)需要切割出任意板料外形，柔性化程度很高，但切割效率比較低，且切割質(zhì)量一般。目前，該工藝方法多用于做剪切落料的補充工序，用以切割出變截面梁板料的不規(guī)則外形部分。
三種形式的落料工藝對比見表1。
（2）孔加工
車架作為整個載貨汽車的基體，其上需組裝發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等各種部件，這就需要在縱梁上加工所需的裝配及定位孔。一般單根縱梁的孔數(shù)量多達200～300個，因此，縱梁的孔加工是縱梁制造過程中不可或缺的重要工序內(nèi)容。根據(jù)加工設(shè)備不同，孔加工工藝分為3種：鉆孔、模具沖孔和數(shù)控沖孔。
鉆孔的加工設(shè)備主要是搖臂鉆床、大型數(shù)控鉆床等，一些中小型載貨汽車制造廠家多采用鉆模板/搖臂鉆劃線鉆孔工藝，該工藝投資雖低，但工人勞動強度很高，且效率低，制孔精度差，應(yīng)用逐漸減少，目前主要用于對其他孔加工設(shè)備不便加工的孔或漏孔進行補鉆。數(shù)控鉆床雖然柔性化程度較高，但生產(chǎn)效率比較低，應(yīng)用也不多。
模具沖孔的設(shè)備為大型壓力機，一般可與前述落料工序同時完成，生產(chǎn)效率較高，但因模具的開發(fā)周期較長和費用較大，不利于產(chǎn)品的升級換代。
數(shù)控沖孔的設(shè)備主要是數(shù)控沖孔生產(chǎn)線，是現(xiàn)代比較流行的一種高柔性化、高生產(chǎn)效率、投資較少的新型縱梁孔加工工藝，該項技術(shù)在20世紀80年代率先應(yīng)用于歐洲汽車工業(yè)，2000年開始引進我國。生產(chǎn)線主要由上料、對中、送進、沖孔和下料等部分組成（見圖4），最初的生產(chǎn)線沖孔主機為1臺平板沖，其模具結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)塔式逐漸發(fā)展為直列式；后期主機數(shù)量由單臺增加為多臺，沖孔功能也由簡單的平板沖發(fā)展為三面沖，前者適用于平板上的孔加工，后者適用于U形梁腹面及兩翼面共三面上的孔加工，故稱為“三面沖”?，F(xiàn)在的數(shù)控沖孔生產(chǎn)線已經(jīng)發(fā)展為平板沖、平兼腹沖、三面沖以及沖割復合生產(chǎn)線等多樣化的結(jié)構(gòu)形式。該生產(chǎn)線的高柔性化，非常適用于目前汽車行業(yè)的多品種、少批量的生產(chǎn)組織形式，也促進載貨汽車行業(yè)走上了快速發(fā)展的快車道。
3種形式的孔加工工藝對比見表2。
（3）成形加工
成形加工是將板料加工成最終的幾何形狀，根據(jù)加工設(shè)備的不同主要分為模具成形、輥壓成形和折彎成形。
模具成形是采用大型壓力機，與前述落料及沖孔工序類似，可根據(jù)產(chǎn)品形狀開發(fā)相應(yīng)的成形模具，等截面梁和變截面梁均能加工，適用范圍比較廣，但不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
輥壓成形則是采用輥壓專用生產(chǎn)線，是將定寬板材卷料經(jīng)在線校平、輥壓成形和定長切斷，使之成為所需的U形等截面梁。輥壓成形的柔性化程度非常高，可以在設(shè)備技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)加工不同板厚、腹寬、翼高等多種規(guī)格的U形縱梁，但只能加工等截面直形梁。由于輥壓生產(chǎn)線的投資較大，且生產(chǎn)線較長，完全打破了原來傳統(tǒng)的縱梁加工工藝布局，目前該工藝在汽車制造廠的應(yīng)用還不是很普遍，部分采用此工藝的汽車企業(yè)不是自己加工，而是直接采購鋼廠成形好的U形鋼材。
折彎成形主要采用折彎機，由于生產(chǎn)效率較低，現(xiàn)在一般與輥壓線配合使用，主要用于對U形等截面直縱梁進行前端的彎頭折彎加工，即沿縱向折彎成前寬后窄的車架形狀，以彌補輥壓線的成形缺陷。
各工藝的主要優(yōu)缺點見表3。
2. 工藝流程
載貨汽車縱梁的制造工藝流程為上述3種工序內(nèi)容的部分或全部組合，隨著各工序的加工方法及相應(yīng)工裝設(shè)備不斷更新，各大汽車制造廠也在根據(jù)自身實際情況對工藝流程進行同步調(diào)整。根據(jù)孔加工和成形加工的順序不同，現(xiàn)代載貨汽車縱梁的制造工藝流程主要有以下兩種：
（1）成形前加工孔
典型工藝流程為：剪板機剪切落料→（等離子/激光切割不規(guī)則外形部分）→模具沖孔/數(shù)控沖孔（平板沖）→模具成形。該工藝流程采用剪板機落料、模具成形，下料后的等離子切割工序可根據(jù)變截面梁產(chǎn)品的需要以獲得端頭不規(guī)則外形部分，因而能夠滿足等截面和變截面兩種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)；孔加工方面，模具沖孔和數(shù)控平板沖孔兩種方式并行存在，前者主要用于少數(shù)成熟車型的縱梁產(chǎn)品，后者主要用于變化較快的小批量的縱梁產(chǎn)品。
?。?）成形后加工孔
典型工藝流程為：開卷→輥壓成形→數(shù)控沖孔（三面沖）→（彎曲）。該工藝流程完全打破了原有的生產(chǎn)工藝布局，采用了輥壓及三面沖等高柔性化設(shè)備，基本不受產(chǎn)品變動的影響，為各種變形產(chǎn)品的問世提供了極為方便的保障。由于輥壓及三面沖設(shè)備的局限性，該工藝流程主要用于等截面梁的生產(chǎn)，可在線尾增加一套折彎機，將U形等截面直形梁前端沿縱向折成前寬后窄的車架形狀。隨著縱梁輥壓成形工藝及三面沖孔生產(chǎn)線技術(shù)的不斷成熟，越來越多的汽車制造廠開始選用此類工藝流程。
以上兩種工藝流程各有優(yōu)缺點，前者由于是在平板上進行孔加工，操作比較方便，但孔的精度在成形后容易產(chǎn)生偏差；后者在成形后再加工孔，孔的精度得到了保證，但孔加工的方位由原來的一個面變?yōu)槿齻€面，加工工藝比較復雜。
結(jié)語
近幾年來，我國汽車市場高需求量以及車型的多元化，要求汽車廠必須縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，加快新產(chǎn)品的投放，以擴大市場份額；而汽車的同質(zhì)化又要求汽車廠必須降低制造成本，才能獲得最大化的利益。數(shù)控沖孔生產(chǎn)線、輥壓線等高柔性化的設(shè)備為汽車廠加快產(chǎn)品開發(fā)提供了便利，為獲得更大的利益，還需各大汽車廠從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造等方面嚴格控制成本。以縱梁產(chǎn)品為例，目前我國的縱梁產(chǎn)品中等截面梁和變截面梁兩種形式并存，尤其是在重載貨汽車車型中，變截面梁產(chǎn)品仍然占據(jù)主導地位，而變截面梁的復雜性決定了其制造成本較高。因此，簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，優(yōu)化制造工藝，以及工裝設(shè)備的柔性化、高效化將是未來載貨汽車縱梁制造技術(shù)發(fā)展的趨勢。
另外，隨著汽車輕量化要求的不斷提高，縱梁板材的強度級別逐漸提升，對縱梁的加工設(shè)備也提出了更高的要求。以平板數(shù)控沖孔生產(chǎn)線為例，沖孔主機的壓力噸位已由早期的120t提升至現(xiàn)在的160t、200t，這進一步對設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式和液壓系統(tǒng)等提出了嚴峻考驗。
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