汽车密封条钢带滚压成形辊轮设计

３．３辊轮基准点 为使毛坯从平板状态顺利、平稳地向前移动而
成形，应设置垂直导向基准和水平导向基准。首先
图４基准点位置
３．４弯曲角度 每组辊轮对钢带的弯曲角度有一定的限制．否
则将产生滚压不畅（卡壳）、零件不光滑及起皱等现 象。理论上，一次弯曲的角度为３０。～４０’，塑性好的 材料取上限，塑性差的材料取下限。在密封条骨架 成形辊轮的实际设计中。多按１５‘－２０。确定，且每道 辊轮组不超过２个弯曲角度成形为宜。
２板料滚压成形工艺概述 板料滚压成形是将金属薄板带料通过顺序配
置、带有型槽的数组成形辊轮，渐次进行多道弯曲 成形并向前送进，从而得到所需截面形状的零件， 加工方法如图１所示。
板料滚压成形适用于生产批量大的等截面、外 形纵长的零件。由于使用多组辊轮的连续成形。可 以成形许多壁薄、质轻、刚度大且断面形状复杂的 零件，加上在顺序滚压过程中可与多种工艺过程
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３．１零件分析 汽车外夹条密封条如图２所示。密封条骨架材
料０８Ｆ钢带，宽５４ｒｔｌｎ，料厚０．５ｒｒｍｏ从图３（ｂ）分析 可知零件成形难点主要是：①骨架结构左右不对 称，弯曲时两侧受力不均匀。钢带容易向受力大的 一侧窜动；②图３（ｂ）中Ａ、Ｂ两处弯钩是成形难点； ③骨架弯曲深度较深，两侧收拢后中间间隔距离较 小，骨架顶部斜面易变形。因此。在辊轮设计过程 中，应着重解决以上几个难点。
（ａ）金属骨架断面圈
（ｂ）辊轮轮组图
图１０金属骨架断面及辊轮轮组
图１１是图３（ｂ）所示汽车外夹条密封条钢带的
滚压成形辊轮的花型展开图（变形工艺叠加图），共
１５个工步，即整套轮组由１５组辊轮（上、下轮共７３
个辊轮）组成。将每组辊轮的上、下辊轮各分解成多
个辊轮，是为了便于加工以及在滚压生产线上的安
装。第ｌ组为平整辊轮．其余１４组为成形辊轮．第
图２汽车密封条示意图
（ａ）骨架三维示意图
（ｂ）骨架成形难点示意图
图３汽车密封条骨架示意图
３．２钢带展开尺寸 在滚压成形过程中主要是钢带横向的弯曲变
形，工艺上与弯曲工序极为相似。因此断面展开长 度和弯曲展开一样考虑中性层的移动．可按图形分 析法计算坯料宽度，当断面形状比较复杂且尺寸精 度要求较高时，可根据生产现场零件的实际变形情 况再修正下料宽度。在汽车密封条的实际生产过程 中，由于钢带的厚度较薄（～般都为０．５ｒａｎ），相对 弯曲半径ｒ／ｔ系数较大，即变形程度较小，其展开尺 寸的变化在零件的公差范围内，同时骨架还需包敷 ｎ贮塑料，为简化计算，在设计中通常用钢带的中 心位置代替零件的中性层作为断面展开尺寸的计 算基准。
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汽车密封条钢带滚压成形辊轮设计
魏敏 （广西机电职业技术学院，广西南宁５３０００７）
摘要：叙述了板料滚压成形技术的原理，通过实例介绍了滚压成形辊轮的设计过程和设计要点。为汽车 门窗密封条钢带滚压成形辊轮设计提供一定的参考。 关键词：汽车密封条；滚压成形工艺；辊轮；设计要点 中图分类号：ＴＧ３８６．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－２１６８（２０１０）０３—００３２—０４
产线上加工完成，一般生产工艺流程为：开卷斗滚压 成形一涂胶一高频加热一挤出一冷却定型斗牵引一 定长切断一收集。滚压成形是密封条生产过程的核 心之一，辊轮是该工序的成形模具，其形状和尺寸是 影响密封条整体成形质量的关键因素。
万方数据
在装卸搬运时有其特点及方法: 物流装卸搬运的概念：物流装卸搬运 是指在一定的区域内(通常指某一个物流 结点，如车站、码头、仓库等，以改变物 品的存放状态和位置为主要内容的活动。 它是伴随输送和保管而产生的物流活动， 是对运输、保管、包装、流通加工、配送 等物流活动进行衔接的中间环节。 在整个物流活动中，如果强调存放状 态的改变时，一般用“装卸”一词表示；如 果强调空间位置改变时，常用“搬运”一词 表示。物流的各环节和同一环节不同活动 之间，都必须进行装卸搬运作业。所以杭 州搬家公司就是来完成其作业的。正是装 卸搬运活动把物流运动的各个阶段联结起 来，成为连续的流动过程。
ａｎｄ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｏｌｌ ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｆ ａ ｒｏｌｌｅｒ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．ｎ抡 ｔｅｃｈａｉｑｕｅ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｏｌｌ ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｅａｔｈｅｒ ｓｔｒｉｐ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｅａｔｈｅｒ ｓｔｒｉｐ；ｒｏｌｌ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｒｏｌｌｅｒ；ｄｅｓｉｇｎ ｐｏｉｎｔｓ
３．５花型展开图和成形顺序 根据零件断面形状，按照与成形顺序相反的步
骤，将弯曲件逐渐展开回复到平板毛坯状态。把展开 过程按同一基准点叠放在一起，即构成钢带变形工 艺叠加图，俗称花型展开图。绘制花型展开图的过 程也就是确定成形顺序的过程。有３种方法：①采用 从板料的中心向两边顺次成形的顺序，此方法易于 材料流向两边，可使毛坯边缘平直，不用担心发生不 合理的拉深干涉；②采用从板料的两边开始成形，再 顺次成形到中间的方法，改善毛坯宽展趋势。常用于 边缘形状复杂的情况；③采用板料中间和两边同时 对各个部位成形的方法，内、外整体进行缓和的过渡 弯曲，然后再对急剧过渡的角度作精加工。根据汽 车密封条零件的结构特点，常采用第２种成形方式， 但由于零件断面变化多样，也可根据实际情况综合 采用３种方法进行设计。
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｒｏｌｌｅｒ ｉｎ ｒｏｌｌ ｆｏｒｍｉｎｇ ｆｏｒ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｅａｔｈｅｒ ｓｔｒｉｐ
ＷＥＩ Ｍ＇ｍ （Ｇｕａｎｇｘｉ Ｔｅｃｌｍｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ ５３０００７．Ｃｈｉｎａ） Ａｌ，ｓｔ瑚ｃｔ：Ⅱ硷ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｒｏｌｌ ｆｏｒｍｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｈｅｅｔ ｍｅｔａｌ ｗａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．，１１ｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ
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图７ Ａ、Ｂ处花型展开放大图 在前几组辊轮滚压过程中．法向应力Ｆ。总是大
万方数据
图９ Ａ、Ｂ处受力分析图
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３．５．２成形断面中间弯曲度较大部位辊轮设计 如图ｌＯ（ａ）所示，骨架断面的口部较窄（尺寸Ａ
较小）。在滚压成形过程中，为避免干涉，在下轮上 要开设避让台阶，如图ｌｏ（ｂ）中下轮２０下轮２的顶 部支撑面已经不能完全顶住骨架的弯折点，滚压中 完全靠上轮１和上轮２挤压钢带两侧面来完成收 口。由于钢带顶面是一个斜面．两侧面受力面长度 又不同，受力不均衡，这样很容易出现钢带向受切 向应力大的—侧窜动，压坏已成形部位。同时顶部 也会产生拱曲变形，为此在后几组辊轮中的下轮２ 的顶部设计—个凹坑。有效防止钢带窜动。
（ａ）①～④组辊轮花型展开图
⑤
⑥
⑦
图８钢带成形第—部分改进后花型展开图
从图８中的花型展开图可以看出，先将钢带两 侧向上弯曲．同时最外缘的弯钩向下弯曲，如图８ （ａ）所示的①一④组，弯钩弯曲到位后再整体向下弯 曲，如图８（ｂ）所示的④～⑦组。Ａ、Ｂ处受力分析如 图９所示。
从图９可以看出，钢带的弯曲角度大约等于原 设计中钢带弯曲角度口的一半，法向应力Ｆ，总是大 于切向应力Ｆａ同前一种设计相比．第二种设计钢 带在滚压过程中基本不发生窜动和扭曲变形。另 外，为避免钢带在向上弯折时表面产生明显的压痕． 将中间部位弯折处设计为大圆弧，保证了钢带表面 质量。
直径，后面的辊轮以此直径为基准进行变化。从第 一组辊轮至最后一组辊轮，基准点处直径依次递增． 每增加一组辊轮。基准直径增加ｌ ｒａ＇ｎ，这样是为了 保证在滚压过程中材料始终受到向前的牵引力．处 于拉深状态，从而避免每组辊轮间产生材料堆积现 象而破坏滚型进程。
在辊轮设计中，确定辊轮组数是个复杂的问题． 对于不同截面的滚压成形，基本无合适的计算公 式。—般视具体情况，如零件形状、滚型顺序、零件 表面质量要求等因素来确定，工步多少没有严格限 定，主要保证成形顺畅，变形到位。在完成零件花型 展开图所描述的滚型工序后，即确定了辊轮的组 数。
带断面形状规整，符合图纸要求。滚压成形工艺广 泛应用于汽车密封条的生产过程，这种方法的优势 在于其几乎不受零件截面形状的限制。但是目前滚 压成形的理论尚不完整，在实际设计过程中多以实 践经验和类比推断为主，同时结合板料变形机理来 设计，在同类复杂轮组的设计中，这套辊轮轮组的设 计方法开拓了新的设计思路，可以起到一定的借鉴 作用。
第ｌ组辊轮 第２组辊轮 第３组辊轮 第４组辊轮 上辊轮
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图１滚压成形过程
３成形辊轮设计 汽车外夹条密封条的加工方式通常是在专业生
通过分析图３所示的外夹条密封条骨架的结 构，可将成形过程分成两大部分，如图５所示。第一
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部分成形两侧及中间弯曲度较小的弯折部位；第二 部分成形中间弯曲度较大的弯折部位并收口。
第
●—－
部 分
第 二
部 分
旷
于切向应力Ｆ▲钢带较容易成形，弯曲角度口可以 适当增大。但随着弯曲角度口的增大．钢带受到的 法向应力Ｆ。会逐渐减小。而切向应力Ｆ：却逐渐增 大。由于切向应力Ｆ：的作用．在成形过程中钢带很 容易窜动从而导致变形．后面几组辊轮间的角度变 化必须减小．以此来减少钢带的窜动和变形。然而 在实际生产中发现，这种方法并不能彻底解决钢带 在滚压过程中的变形问题，因此在设计中采用图８ 所示的设计。
１４组辊轮是为防止回弹而增加了５。回弹角度的校
形轮。
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图１１花型展开图
３．６辊轮直径与辊轮数 从花型展开图来看，在水平导向上。各辊轮的
基准点重合，但实际上各组辊轮在基准点处的直径 并不一致，而是以第一组辊轮基准点处直径为基准
４结束语 通过试模表明，这套轮组设计合理．滚压出的钢
收稿日期：２００９－１２－１００ 作者简介：魏敏（１９７４一）。女，四川内江人。助理工程师。主要
从１０事１号模。具（电设话计）与１３制４５造７９专４９业６２教６，学（电工子作信。箱地＞帆址．：仰广靠西蚴南１宁６３市．大阳学＿Ｉ东ｌｏ路
（如开卷、冲孔、焊接、ＰｖＣ涂敷、定长剪切等）结合。 组成不同用途的连续化生产线，滚压成形生产效率 高。制造出的零件表面美观、厚度均匀、精度高且表 面光洁，能最大限度地满足零件设计的要求。
要确定成形轮组的基准点，一般选择在整个滚压过 程中断面上基本不发生变形的一点作为基准点，如 图４所示。由此基准点可确定滚压成形的垂直导向 基准线。各工步辊轮型面以此为轴线在纵向上严格 保持一致。在水平导向上，以第一组辊轮基准点处 直径为成形辊轮的基准直径，后面的辊轮以此直径 为基准进行变化。
基准线
准点
３．５．１成形断面两侧弯曲度较小部位的辊轮设计
按照每组辊轮弯曲角度为１５’－－２０。的常规设计
方法．设计出图５中第一部分的花型展开图如图６
所示。Ａ、Ｂ处花型展开放大图及受力分析如图７所
示。
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ＢＡ
｜ｌ
添’
图６钢带成形第—部分花型展开图
按图７花型展开放大图所示，要成形Ａ、Ｂ处至 少需要８组辊轮才能实现。在滚压过程中．钢带弯 折面受到的压力Ｆ可分解为法向应力Ｆ。＝Ｆｃｏｓａ 和切向应力Ｆ２－－Ｆｓｉｎａ。
１引言 在汽车门窗密封条零件中，广泛采用金属薄板
材料作为骨架。然后根据零件需要在其外包裹一层 ＥＨｌＶＩ橡胶或ＰＶＣ塑料形成密封条。如汽车上的门 框外夹条、装饰条、行李箱条、门条等。密封条中的 骨架成形是密封条生产中的关键。也是密封条生产 过程中的—个难点，它的成形直接影响密封条的性 能指标。在密封条生产企业中．骨架成形采用的是 板料滚压成形方法。现结合工作实践。以某型号汽 车前门框外夹条密封条骨架成形辊轮的设计为例， 介绍成形辊轮的设计要点。