辊压成形技术在商用车车身生产的应用.pdf

交通部JT/T1178.1-2018《营运货车安全技术条件第1部分：载货汽

车》将UNECER29-03全部试验内容纳入法规体系，2019年5月执行，

法规升级，驾驶室需要增加整体结构强度以满足法规要求。国六排放、四

阶段油耗、国内油价高位的运行与商用车总重限制等国家法规政策也将直

接推动商用车轻量化发展。

一般来说，汽车重量每减少10%，燃油消耗量将降低8%左右，并降低

5%～6%的排放，如果车辆自重降低0.8吨就可以多装货物0.8吨，按照每

年行驶20万公里、每公里平均运价0.28元计算，一辆轻量化重卡一年可

比载重量相同的普通车型增加收入5万～6万元。如何实现重型卡车的轻量

化改进、提高用户收益并提升驾驶室强度成了我们必须要面对的问题。那

么对现有生产工艺进行提升就成了一个实施途径，辊压工艺以其特有的渐

变成形原理及对高强钢的适应性成为了我们对驾驶室生产工艺提升的一个

重要工艺手段。工艺流程如图1所示。辊压成形技术从二十世纪八九十年

代在我国得到广泛应用之后，商用车生产中也引入了辊压成形技术，包括

重卡纵梁、下防护等结构件的辊压成形技术也得到了很好的发展，乘用车

车身钣金件的辊压成形技术得到了很好的发展，而商用车车身辊压技术开

展及应用起步较晚。

图1辊压工艺流程示意图

辊压技术应用现状

不同于乘用车驾驶室结构，商用车驾驶室呈现方形笼式结构，后围、顶

盖、侧围都需要达到一定强度完成驾驶室的安全保护强度支撑，如驾驶室

后围应能承受最大允许装载质量每1000kg施加1.96kN的静载荷。此静载

荷应通过置于车架上的不小于整个后围的刚性壁障施加在至少车架以上的

驾驶室后围上，刚性壁障应垂直于车辆的纵向中心轴线，且平行于中心轴

线移动。

目前乘用车行业车身辊压技术应用开展较早，相对成熟，如车身结构件：

车身AB柱、底板梁、顶盖梁、加强管件、座椅滑轨、门槛、侧围等。乘用

车辊压技术应用示意图如图2所示。材料强度普遍达到1200～1600MPa，

车身辊压技术均已得到批量采用，如通用、日产、捷豹路虎、福特、丰田、

奇瑞、特斯拉、FCA、本田、一汽大众、雷诺、上汽大众、吉利、比亚迪、

麦格纳等知名汽车厂商。乘用车的辊压应用可以达到20%以上。

图2乘用车辊压技术应用示意

在商用车辊压技术应用方面欧美走在了前列，如中地板纵梁、顶盖的横

梁和纵梁、后围的横梁和纵梁都是辊压成形零件，国外某品牌商用车车身

辊压件应用多年，重量比例达到12%，材料强度1200～1600MPa。集辊

压、拉弯、激光切割、端部翻边及焊接于一体，优势为：⑴可实现2D和

3D弯曲，⑵可实现拉弯成形，⑶可进行复杂端面成形及切割。国外商用车

驾驶室辊压应用及生产线示意图如图3所示。

图3国外商用车驾驶室辊压应用及生产线示意图

商用车高强钢驾驶室辊压件的开发

法规项中对侧围、后围、顶盖的强度要求提升，综合轻量化需求，要求

商用车车身辊压件的开发在材料厚度和强度的选择上都要慎重。在同一辊

压产品中由于轻量化需求，在材料强度升级的同时，不同的厚度除了辊压

成形本身成形性之外，还会在驾驶室强度方面有着不同的支撑，满足不了

强度要求就无法完成新车型的开发，如图4所示。统一高强度级别的材料，

不同的减薄料厚的CAE强度分析结果显示，相对薄的某减薄料厚驾驶室在

顶压状态下发生失效变形，无法满足法规项，而另一减薄料厚则满足法规

项的要求，如图5所示。材料强度升级，料厚减薄，强度甚至可以超出法

规强度要求，既满足强度升级又满足轻量化需求，成为重点辊压产品开发

方向，

图4强度失效不满足法规

图5强度满足法规需求

辊压仿真模拟技术的应用

我们利用辊压仿真模拟软件模块进行辊花和轧辊的数字化设计，采用工

艺过