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縱梁與其他沖壓件對比，其特點有以下幾方面：

（1）外形長、板料厚。根據(jù)車型功能不同，縱梁長度范圍大概為5～12m，厚度范圍為4～10mm。例如，牽引車車架縱梁長度一般在6～8m，載貨自卸車架縱梁長度一般在8～12m。

（2）孔數(shù)多。商用車80%以上的重要總成和部件在車架縱梁上進行裝配。例如，發(fā)動機、變速箱、車橋、駕駛室及外掛件等，縱梁孔數(shù)一般為200～400個。

（3）結(jié)構(gòu)不復雜但精度要求高。以U形結(jié)構(gòu)為主，由于縱梁的孔和型面大部分都是裝配孔、裝配面，所以尺寸精度要求高。

（4）材料強度高。鋼板屈服強度δs為500～700MPa。

商用車車架縱梁與內(nèi)加強板一般有單層板、雙層板、三層板三種主要結(jié)構(gòu)形式，一般內(nèi)加強板厚度都不大于縱梁厚度。根據(jù)不同車型承載需要，配置不同層次和不同板厚的加強板。按截面分類有等截面和變截面兩種，按腹面分類有等直和彎曲兩種，具體如圖1所示。

圖1 加強板形狀分類

傳統(tǒng)沖壓工藝

大型壓床結(jié)合模具進行冷沖壓加工是國內(nèi)主要卡車制造商初期生產(chǎn)縱梁采用的生產(chǎn)工藝，這種生產(chǎn)模式適用于品種少批量大的生產(chǎn)。在60到90年代，卡車產(chǎn)品種類少，生產(chǎn)批量大，模具沖壓生產(chǎn)的效率高、穩(wěn)定性好，解放公司卡車廠在2004年前一直采用此工藝生產(chǎn)縱梁。

加工工藝流程為：倍尺鋼板→酸洗→模具落料沖孔→模具壓彎。

其優(yōu)點是：

（1）單一品種大批量生產(chǎn)效率高。

（2）生產(chǎn)面積小，物流環(huán)節(jié)少。

（3）落料沖孔，外形尺寸孔位精度高，一致性好。

（4）產(chǎn)品適應性較強，直槽縱梁和變截面縱梁都能生產(chǎn)。

缺點是：

（1）模具投資大，制造周期長。一套商用車縱梁落料沖孔模具和壓彎模具共計約需要500萬左右，模具的制造周期為8～12個月，在新產(chǎn)品準備時，無法滿足快速投產(chǎn)的需要。

（2）倍尺料封閉落料材料利用率低。在封閉落料沖孔時，雙側(cè)側(cè)搭邊值為30mm，對比凈尺料每件重15kg左右，按月產(chǎn)1萬輛計算，每月多產(chǎn)生廢料近300t。

（3）柔性化程度低，產(chǎn)品適應性差。當產(chǎn)品孔位、槽寬、厚度任一參數(shù)發(fā)生變化時，都需要對模具進行修改，修改模具的周期不能滿足產(chǎn)品變化的周期，這樣就導致新產(chǎn)品無法按期投產(chǎn)。

（4）沖壓成形回彈難以控制。由于沖壓成形時彈性變形的存在，使縱梁在成形后產(chǎn)生回彈?？v梁在沖壓成形過程中的主要缺陷有：翼面角度內(nèi)縮或外張、變截面處扭曲、腹面翹曲等，如圖2所示。這些雖然可以在成形模具上采取一些回彈補償?shù)拇胧?，但由于影響縱梁回彈的因素較多，在實際生產(chǎn)中回彈控制比較困難。由于縱梁較長，腹面有落差的縱梁縱向回彈（翹曲）最嚴重且難以控制。隨著縱梁材料強度的增大，縱梁的回彈問題也越來越突出。

另外，在沖壓生產(chǎn)過程中，由于料厚的偏差、材料表面質(zhì)量差等原因容易造成模具的凹模表面磨損，導致縱梁成形后翼面產(chǎn)生拉痕，嚴重影響縱梁表面質(zhì)量。

（5）酸洗工藝污染環(huán)境，影響操作者身體健康。

沖壓結(jié)合數(shù)控沖孔及切割工藝

2004年以后，隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控沖孔機、機器人等離子切割機等柔性化設(shè)備陸續(xù)投入到縱梁生產(chǎn)過程中。凈尺料數(shù)控沖孔技術(shù)及機器人等離子切割機取代倍尺料的封閉落料沖孔，酸洗工藝被拋丸工藝取代。

加工工藝流程：凈尺鋼板→數(shù)控沖孔→機器人等離子外形切割→模具壓彎成形。

其優(yōu)點是：孔加工及外形加工實現(xiàn)了快速轉(zhuǎn)換，適應多品種小批量生產(chǎn)，節(jié)約模具成本。

缺點是：

（1）效率低，一次投入成本高，數(shù)控沖孔和機器人等離子切割的節(jié)拍為4～6min/件，約為模具沖孔節(jié)拍的1/8，為解決節(jié)拍問題需要投入多臺設(shè)備同時生產(chǎn)。

（2）孔精度較低，模具沖孔的孔精度主要是由模具精度保證的，而數(shù)控沖孔的孔精度是由數(shù)控沖孔設(shè)備的精度決定的。數(shù)控沖孔設(shè)備由伺服電機、機器人、高精度絲杠、齒輪齒條等組成，相比傳統(tǒng)壓床其結(jié)構(gòu)更為復雜，精度衰減快，維修難度大，在出現(xiàn)問題時不易解決，另外，數(shù)控沖孔精度也受來料外形尺寸精度影響。

（3）數(shù)控設(shè)備與沖壓設(shè)備結(jié)合生產(chǎn)物流繁雜，無法做到“一個流”生產(chǎn)，在數(shù)控工序后大量半成品緩存待加工，大大增加車間生產(chǎn)組織、物料管理的難度。

輥壓結(jié)合數(shù)控沖孔及切割工藝

2008年以后卡車市場需求增大，用戶對卡車功能的要求也日益增多，其主要變化集中在縱梁孔位、槽寬上。各汽車廠基本上都以多品種、小批量的生產(chǎn)模式為主，雖然數(shù)控設(shè)備的投入可以滿足孔加工的柔性化生產(chǎn)，但模具壓彎仍然是制約生產(chǎn)的瓶頸。另外，隨著輕量化要求，鋼板強度逐漸增大，模具壓彎質(zhì)量難以滿足設(shè)計要求。針對縱梁壓彎成形這個難題，對比國內(nèi)及國外知名廠家縱梁制造工藝后發(fā)現(xiàn)“沃爾沃”、“曼”及中國東風汽車均采用輥壓成形結(jié)合數(shù)控加工工藝。

加工工藝流程：鋼卷→輥壓成形→數(shù)控沖孔→機器人等離子外形切割→拋丸→腹面折彎（可選）。

其優(yōu)點：

（1）柔性化程度高、生產(chǎn)輔助時間少、材料利用率高。產(chǎn)品切換生產(chǎn)時，只需輸入零件名稱，設(shè)備自動調(diào)整參數(shù)至零件的加工尺寸，產(chǎn)品槽寬變化調(diào)整時間僅為3min，其余數(shù)控設(shè)備可隨時進行產(chǎn)品切換。整條生產(chǎn)線采用自動化傳輸設(shè)備連線生產(chǎn)，各工序間節(jié)拍匹配合理，物料緩存數(shù)量低。在生產(chǎn)過程中可根據(jù)卷料的長度合理分配產(chǎn)品的生產(chǎn)，鋼板卷料利用率最高可達98%。

（2）輥型加工精度高。輥壓機采用16組輥輪漸變成形可有效去除鋼板在成形過程中的殘余應力，減少回彈。設(shè)備在成形完畢后安裝有校正裝置，可有效地控制縱梁扭曲、直線度超差等缺陷。經(jīng)校正后縱梁的腹面直線度精度可達5mm/12m，翼面垂直度精度可達±0.5mm，扭曲小于4mm，翼面高度精度±1mm。輥壓工藝模擬分析及設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖3所示，由于是輥壓成形后沖孔，輥形精度高，使孔的精度更容易保證。