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(jiǎn)稱(chēng)精沖技術(shù)，是在普通沖裁的基礎(chǔ)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(lái)的。精沖技術(shù)組合了沖壓技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和一般機(jī)械加工方法的高精度，在不少場(chǎng)合可取代鑄造加工、鍛壓加工、車(chē)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(fù)雜沖壓件的高效而經(jīng)濟(jì)的加工技術(shù)，是當(dāng)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(qiáng)度和剛度好，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。由于這些優(yōu)點(diǎn)，沖裁在各機(jī)械工業(yè)部門(mén)廣泛應(yīng)用。

①?zèng)_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(guò)程的加工特性，普通沖裁時(shí)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(guò)程中，板料②發(fā)生拱彎，板料②在還沒(méi)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(mǎn)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(duì)普通沖裁件還需進(jìn)行后續(xù)機(jī)械加工。在沖壓生產(chǎn)薄片齒輪時(shí)，一件一件在進(jìn)行機(jī)械加工生產(chǎn)顯然不合時(shí)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(lái)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(jìn)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(mǎn)足生產(chǎn)要求。

人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中逐步摸索和反復(fù)試驗(yàn)，力圖尋求既具有沖裁工藝的固有優(yōu)點(diǎn)，又能獲得剪切面品質(zhì)高、精度也高的沖裁方法。

①?zèng)_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(wú)間隙），為負(fù)（沖頭直徑大于凹模模腔直徑），也就是說(shuō)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(guò)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(jiǎn)稱(chēng)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(chē)工業(yè)中的應(yīng)用

精沖技術(shù)的應(yīng)用行業(yè)有汽車(chē)、摩托車(chē)、計(jì)算機(jī)、錄像機(jī)、通訊設(shè)備、飛機(jī)制造業(yè)、家電產(chǎn)品、辦公機(jī)械、光學(xué)元件、建筑業(yè)等。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前全世界已有45個(gè)國(guó)家、共約360個(gè)公司在采用精沖技術(shù)，共有精沖機(jī)3600~4000臺(tái)，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(diǎn)，因此精沖工藝在汽車(chē)工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛汽車(chē)（轎車(chē)）上約有40~100種精沖零件，它包括在下列總成中：

（1）剎車(chē)裝置：剎車(chē)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(mén)鎖：鎖扣板、卡板、門(mén)板、保險(xiǎn)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(pán)、把手、齒板、棘輪、帶扣等；

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

（5）傳動(dòng)系統(tǒng)：扇形齒輪、圓盤(pán)、杠桿、閥板、鎖緊環(huán)、離合器環(huán)、離合器圓盤(pán)、棘輪、凸輪板、控制桿、控制凸輪、同步環(huán)、離合器法蘭盤(pán)、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(pán)等；

（9）減振器：十字環(huán)墊、調(diào)整墊片等；

（10）座板：離合器圓盤(pán)、輪毅、齒輪隔板、法蘭盤(pán)凸輪、杠桿、齒輪圓盤(pán)等；

（11）換向機(jī)構(gòu)：側(cè)蓋、法蘭盤(pán)等；

（12）車(chē)門(mén)限位裝置；

（13）空調(diào)壓縮機(jī)：進(jìn)氣閥、排氣閥、閥板等。

我國(guó)汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用精沖技術(shù)的概況

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

首先，從宏觀(guān)市場(chǎng)來(lái)看由于采用了精沖技術(shù)，使原來(lái)許多需要從國(guó)外進(jìn)口的精沖零件以及包含精沖件的好多總成（部件）逐步實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。例如，制動(dòng)器、座椅調(diào)角器、安全帶及防抱死制動(dòng)裝置（ABS）等?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的（汽車(chē)）精沖零件品種已有幾百種，為各高新技術(shù)的總成（部件）實(shí)現(xiàn)國(guó)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(dòng)了我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展。

其次，從生產(chǎn)精沖件的廠(chǎng)家來(lái)看，由原計(jì)劃精沖件集中在一家生產(chǎn)廠(chǎng)的設(shè)想已變成由十多個(gè)廠(chǎng)家來(lái)生產(chǎn)了。這里除了有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)精沖零件的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)外，還有好多個(gè)生產(chǎn)汽車(chē)部件（總成）的廠(chǎng)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(chē)廠(chǎng)裝車(chē)。形成這種生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)，是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下不以人們意志而轉(zhuǎn)移的客觀(guān)規(guī)律決定的。應(yīng)該說(shuō)它基本上能適應(yīng)目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)生產(chǎn)的需求。

采用精沖技術(shù)首先要有具有三個(gè)力（沖裁力、壓料力和反壓力）的精沖壓力機(jī)，一般是計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)送料、自動(dòng)噴油、自動(dòng)分離沖件，還有各種防護(hù)保險(xiǎn)裝置。精沖機(jī)生產(chǎn)效率高，每分鐘可沖幾十次，但設(shè)備昂貴，所以生產(chǎn)批量小不經(jīng)濟(jì)。

從精沖模具的設(shè)計(jì)與制造能力來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)各精沖件生產(chǎn)廠(chǎng)都有一支有經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)隊(duì)伍，都有一些精密的模具加工和檢測(cè)設(shè)備，因此，自行設(shè)計(jì)、制造和維修精沖模具，基本上能滿(mǎn)足目前生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的需要。這是我國(guó)精沖界十多年來(lái)取得上述成績(jī)的重要保證。

以下為我司興迪源機(jī)械研發(fā)制造的

XD-Y26系列框架式高效精沖液壓設(shè)備

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其將精沖與冷成形有機(jī)結(jié)合，

在大批量生產(chǎn)立體成形零件、

復(fù)雜幾何形狀零件、

厚板料零件等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

適用于汽車(chē)、摩托車(chē)、電子工業(yè)

和五金零件等精密沖裁工藝，

取代由普沖、機(jī)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(chē)和摩托車(chē)的鏈輪、

汽車(chē)座椅齒輪、門(mén)鎖扇形齒輪、

管材端部法蘭盤(pán)等。

 

對(duì)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用精沖技術(shù)的展望

（1）精沖技術(shù)得到進(jìn)一步普及；

（2）精沖市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大；

（3）國(guó)產(chǎn)的精沖機(jī)（裝置）被更廣泛地采用；

（4）原材料基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；

（5）生產(chǎn)精沖件的隊(duì)伍將更壯大；

（6）模具鋼材市場(chǎng)良好；

（7）將涌現(xiàn)一批質(zhì)量信得過(guò)的鍛造廠(chǎng)和熱處理廠(chǎng)；

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

引自《精沖技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用》

作者：王孝文/武漢理工大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院，

劉浩/哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車(chē)工程學(xué)院，

鞏玉偉/山東泰豐自動(dòng)化有限公司；

及《精沖技術(shù)在我國(guó)汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)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(jī)械編輯

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