縱向梁與其它沖壓件相比,具有以下特點:
(1)外形長、板料厚。縱梁的長度根據車型的作用而定,縱梁的長度在5~12mm,厚度在4~10mm之間。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)孔數多。商業車輛80%以上的重要總成和部件都安裝在車架縱梁上。如發動機、齒輪箱、車橋、駕駛室和外掛構件等,縱梁孔的數量一般是200~400。
3)結構不復雜但精度要求高。主要為U型結構,由于孔型、孔型面多為裝配孔、裝配面,因此尺寸精度要求較高。
(4)材料強度高。鋼板屈服強度δs為500~700MPa。
商用車車架縱梁和內加強板一般有三種主要結構形式:單層板、雙層板和三層板。一般內加強板厚度不大于縱梁厚度。針對不同車型的承載需求,配置不同等級、不同厚度的加強板。根據截面的不同可分為等截面和變截面兩類,按腹面分為等直與彎曲。
在國內主要卡車制造商早期生產縱梁時所采用的大型壓床組合模具冷沖壓加工的生產工藝,這種生產模式適合品種小批量大生產。上世紀60-90年代,卡車產品品種少,生產批量大,沖模生產效率高,穩定性好,解放卡車廠于2004年以前一直采用這種工藝生產縱梁。
加工工藝如下:雙尺鋼板→酸洗→模具落料沖孔→模具彎曲。
其優點是:
(1)單一品種大批量生產效率高。
(2)生產面積小,物流環節少。
(3)落料沖,外形尺寸孔位,一致性好。
(4)產品適應性較強,可制作直槽縱梁和變截面縱梁。
缺點是:
(1)模具投資大,制造周期長。一組商用車縱梁落料沖孔模、壓彎模總共需約五百萬,模具制造周期8~12個月,新產品準備階段,不能滿足快速生產的要求。
(2)倍尺料封閉落料材料利用率低。閉式落料沖孔時,雙側夾邊值為30mm,對凈尺寸每件15kg左右,按月產量10,000噸計算,每月產生廢渣近300t。
(3)柔性化程度低,產品適應性差。在產品孔位、槽寬、厚度任一參數發生變化時,需對模具進行修正,模具周期調整不能滿足產品更新換代的周期,新產品將無法按時投產。
(4)沖壓成形回彈難以控制。縱梁在沖壓成形過程中由于彈性變形的存在。縱梁沖壓成形存在的主要缺陷是偏角內縮或外張、變截面變形、腹面翹曲等。這些雖然可以在成形模具上采取一些回彈補償的措施,但由于影響縱梁回彈的因素較多,在實際生產中回彈控制比較困難。因為縱梁很長,縱梁腹面有下落,縱梁縱向回彈(翹曲)很難控制。隨著縱梁材料強度的增大,縱梁的回彈問題也越來越突出。
此外,沖壓生產過程中,由于料厚偏差、材料表面質量差等原因,容易使縱梁成形后翼面出現拉痕,嚴重影響縱梁表面質量。
(5)酸洗過程污染環境,影響操作人員健康。