精沖技術(shù)的起源與發(fā)展

精沖技術(shù)1935年起源于瑞士，直至1960年前后才始用于生產(chǎn)。精密沖裁技術(shù)簡稱精沖技術(shù)，是在普通沖裁的基礎上，為了消除普通沖裁的缺陷，提高沖件質(zhì)量而發(fā)展起來的。精沖技術(shù)組合了沖壓技術(shù)的經(jīng)濟性和一般機械加工方法的高精度，在不少場合可取代鑄造加工、鍛壓加工、車加工、鉆加工、磨加工等工藝。如今已發(fā)展成精密沖裁和板材成形技術(shù)相結(jié)合的一種制造精密、復雜沖壓件的高效而經(jīng)濟的加工技術(shù)，是當今沖壓工藝中的尖端成形技術(shù)。

沖裁是沖壓工藝的分離工序，如圖一所示。它和其他沖壓工序一樣，生產(chǎn)率高，材料利用率高，能量消耗少，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品凈形率高（質(zhì)量輕），強度和剛度好，容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。由于這些優(yōu)點，沖裁在各機械工業(yè)部門廣泛應用。

①沖頭；②坯料；③下模

圖一 普通沖裁原理示意圖

然而，由于沖裁過程的加工特性，普通沖裁時沖頭①和凹模③模腔的間隙較大，即沖頭①的外徑尺寸小于凹模③模腔的內(nèi)徑。在沖壓過程中，板料②發(fā)生拱彎，板料②在還沒完全剪斷前就被撕斷。因此在剪切面上有大約三分之二的撕裂帶，剪切面的品質(zhì)和精度不能滿足某些沖裁件的技術(shù)要求。在這種情況下，普通沖裁只能制坯，對普通沖裁件還需進行后續(xù)機械加工。在沖壓生產(chǎn)薄片齒輪時，一件一件在進行機械加工生產(chǎn)顯然不合時宜，這樣不僅效率很低，成本高，品質(zhì)還不盡人意，而且不穩(wěn)定。

于是后來人們沖裁制坯后鉆孔，鉸中心孔；再用一根具有一定精度的芯棒，按一定的配合要求將多片沖裁后鉸了中心孔的坯料穿套在一起進行滾齒。這種加工方法生產(chǎn)零件仍然效率低，成本高，加工品質(zhì)也不能滿足生產(chǎn)要求。

人們在生產(chǎn)實踐中逐步摸索和反復試驗，力圖尋求既具有沖裁工藝的固有優(yōu)點，又能獲得剪切面品質(zhì)高、精度也高的沖裁方法。

①沖頭；②板料；③下模；

④壓邊圈；⑤反向加壓柱塞

圖二 精密沖裁原理示意圖

圖二為一般壓板精沖原理示意圖。在沖壓前壓板先將板料壓緊。沖頭①和凹模③模腔的間隙小，甚至為零（即無間隙），為負（沖頭直徑大于凹模模腔直徑），也就是說沖頭①的外徑尺寸等于或大于凹模③模腔的內(nèi)徑。在沖裁過程中，板料不發(fā)生拱彎，板料被完全剪斷，因而截面斷口光潔。人們把這樣的沖裁就叫做精密沖裁，簡稱精沖。

圖三 精密沖裁件（下）

與普通沖裁件（上）的剪切面

圖三為精密沖裁件和普通沖裁件剪切面品質(zhì)的比較。

精沖技術(shù)在汽車工業(yè)中的應用

精沖技術(shù)的應用行業(yè)有汽車、摩托車、計算機、錄像機、通訊設備、飛機制造業(yè)、家電產(chǎn)品、辦公機械、光學元件、建筑業(yè)等。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前全世界已有45個國家、共約360個公司在采用精沖技術(shù)，共有精沖機3600~4000臺，用精沖生產(chǎn)的零件有接近約10000多種。

由于精沖工藝具有產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本較低，可精化零件結(jié)構(gòu)從而減輕零件重量等許多優(yōu)點，因此精沖工藝在汽車工業(yè)中得到了廣泛應用。據(jù)統(tǒng)計，一輛汽車（轎車）上約有40~100種精沖零件，它包括在下列總成中：

（1）剎車裝置：剎車蹄片、鋼背、腹板、調(diào)節(jié)齒板、棘輪、棘爪、左右拉臂、左右杠桿、支承塊、棘爪齒板、操縱桿支架等；

（2）門鎖：鎖扣板、卡板、門板、保險塊、凸輪、鎖匙、棘輪、固定板等；

（3）座椅及安全帶：座椅調(diào)角器、行星齒輪、偏心塊、齒輪圓盤、把手、齒板、棘輪、帶扣等；

（4）電機：平板、凸輪軸齒輪、離心配重、蓋板、法蘭盤、固定板、凸輪、齒板、前板、側(cè)板等；

（5）傳動系統(tǒng)：扇形齒輪、圓盤、杠桿、閥板、鎖緊環(huán)、離合器環(huán)、離合器圓盤、棘輪、凸輪板、控制桿、控制凸輪、同步環(huán)、離合器法蘭盤、輪毅、中間杠桿、安裝板等；

（6）變速箱：各種撥叉等；

（7）玻璃升降器：扇形齒板等；

（8）化油器：凸輪盤等；

（9）減振器：十字環(huán)墊、調(diào)整墊片等；

（10）座板：離合器圓盤、輪毅、齒輪隔板、法蘭盤凸輪、杠桿、齒輪圓盤等；

（11）換向機構(gòu)：側(cè)蓋、法蘭盤等；

（12）車門限位裝置；

（13）空調(diào)壓縮機：進氣閥、排氣閥、閥板等。

我國汽車工業(yè)應用精沖技術(shù)的概況

在我國精沖技術(shù)起步較晚，汽車工業(yè)采用精沖工藝批量生產(chǎn)精沖零件始于上世紀90年代初。而經(jīng)過十多年的發(fā)展，總算取得了可喜的成績。

首先，從宏觀市場來看由于采用了精沖技術(shù)，使原來許多需要從國外進口的精沖零件以及包含精沖件的好多總成（部件）逐步實現(xiàn)了國產(chǎn)化。例如，制動器、座椅調(diào)角器、安全帶及防抱死制動裝置（ABS）等?，F(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的（汽車）精沖零件品種已有幾百種，為各高新技術(shù)的總成（部件）實現(xiàn)國產(chǎn)化創(chuàng)造了條件，既節(jié)約了大量外匯，又大大降低了成本，從而推動了我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展。

其次，從生產(chǎn)精沖件的廠家來看，由原計劃精沖件集中在一家生產(chǎn)廠的設想已變成由十多個廠家來生產(chǎn)了。這里除了有專門生產(chǎn)精沖零件的專業(yè)廠外，還有好多個生產(chǎn)汽車部件（總成）的廠家他們自己生產(chǎn)精沖零件，然后裝配成總成（部件）后，提供給汽車廠裝車。形成這種生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)，是市場經(jīng)濟下不以人們意志而轉(zhuǎn)移的客觀規(guī)律決定的。應該說它基本上能適應目前國內(nèi)汽車生產(chǎn)的需求。

采用精沖技術(shù)首先要有具有三個力（沖裁力、壓料力和反壓力）的精沖壓力機，一般是計算機控制，自動送料、自動噴油、自動分離沖件，還有各種防護保險裝置。精沖機生產(chǎn)效率高，每分鐘可沖幾十次，但設備昂貴，所以生產(chǎn)批量小不經(jīng)濟。

從精沖模具的設計與制造能力來看，目前國內(nèi)各精沖件生產(chǎn)廠都有一支有經(jīng)驗的模具設計與制造技術(shù)隊伍，都有一些精密的模具加工和檢測設備，因此，自行設計、制造和維修精沖模具，基本上能滿足目前生產(chǎn)和開發(fā)的需要。這是我國精沖界十多年來取得上述成績的重要保證。

以下為我司興迪源機械研發(fā)制造的

XD-Y26系列框架式高效精沖液壓設備

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其將精沖與冷成形有機結(jié)合，

在大批量生產(chǎn)立體成形零件、

復雜幾何形狀零件、

厚板料零件等方面具有顯著優(yōu)勢。

適用于汽車、摩托車、電子工業(yè)

和五金零件等精密沖裁工藝，

取代由普沖、機加工、鍛造、

鑄造和粉末冶金加工的零件。

主要產(chǎn)品有自行車和摩托車的鏈輪、

汽車座椅齒輪、門鎖扇形齒輪、

管材端部法蘭盤等。

 

對我國汽車工業(yè)應用精沖技術(shù)的展望

（1）精沖技術(shù)得到進一步普及；

（2）精沖市場進一步擴大；

（3）國產(chǎn)的精沖機（裝置）被更廣泛地采用；

（4）原材料基本實現(xiàn)國產(chǎn)化；

（5）生產(chǎn)精沖件的隊伍將更壯大；

（6）模具鋼材市場良好；

（7）將涌現(xiàn)一批質(zhì)量信得過的鍛造廠和熱處理廠；

（8）同行業(yè)之間有計劃的交流和協(xié)作，促進行業(yè)不斷發(fā)展和提高。

引自《精沖技術(shù)在中國的發(fā)展和應用》

作者：王孝文/武漢理工大學汽車工程學院，

劉浩/哈爾濱工業(yè)大學（威海）汽車工程學院，

鞏玉偉/山東泰豐自動化有限公司；

及《精沖技術(shù)在我國汽車工業(yè)中的應用現(xiàn)狀及展望》

作者：王新華/廣州市華冠精沖零件有限公司總工程師

由興迪源機械編輯

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