精沖件生產(chǎn)條件簡析

文/趙彥啟 郝高明?北京機(jī)電研究所

精沖件生產(chǎn)條件簡析

文/趙彥啟 郝高明?北京機(jī)電研究所

趙彥啟，精沖技術(shù)中心主任，全國鍛壓標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員、研究員、碩士生導(dǎo)師。專業(yè)方向：精沖工藝、模具及設(shè)備。研究成果：主持及參加過多項科技重大專項等國家級科研課題，擔(dān)任副主編出版著作1部；起草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項；授權(quán)發(fā)明專利1項，授權(quán)實用新型專利3項；榮獲北京市科技進(jìn)步三等獎1項。

隨著精沖技術(shù)在中國的普及，吸引眾多企業(yè)對精沖件市場進(jìn)行調(diào)研，希望從事精沖件生產(chǎn)。那么，生產(chǎn)精沖件究竟需要具備哪些條件？存在什么樣的門檻？本文中，筆者將在精沖行業(yè)多年的認(rèn)知與實踐經(jīng)驗跟大家一起分享。

精沖件生產(chǎn)條件

⑴擁有一支專業(yè)技術(shù)隊伍。精沖件生產(chǎn)技術(shù)雖然屬于沖壓技術(shù)范疇，但在細(xì)節(jié)方面與普通沖壓技術(shù)區(qū)別較大，從事精沖生產(chǎn)需要有一支專門的技術(shù)隊伍。精沖涉及到的專業(yè)技術(shù)主要包括：材料、精沖工藝、精沖模具設(shè)計、精沖模具制造、調(diào)試與維修、精沖設(shè)備維修、精沖件測量檢驗等。

⑵具備與產(chǎn)能規(guī)劃相適宜的場地。場地包括生產(chǎn)車間用地與辦公場所，生產(chǎn)車間至少應(yīng)包括庫房、精沖加工車間、后續(xù)工序加工車間、模具制造與維修車間、測量檢驗室等。一個年產(chǎn)2000萬個精沖件的工廠，生產(chǎn)車間總面積一般需要3000～4000m2，以此類推。辦公室面積則根據(jù)辦公人員數(shù)量設(shè)置。

⑶具有專用精沖設(shè)備及相關(guān)輔助生產(chǎn)設(shè)備。生產(chǎn)精沖件必須使用專用的精沖設(shè)備，即精沖壓力機(jī)。一臺全自動精沖壓力機(jī)由主機(jī)及輔助裝置兩部分組成，主機(jī)提供3個獨(dú)立可調(diào)的沖壓力，具有較高的機(jī)身剛度和精確的滑塊導(dǎo)向，精密的封閉高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，識別異物的模具保護(hù)機(jī)構(gòu)，主要完成沖裁工作；輔助裝置包括開卷、校平、送料、涂油、廢料剪刀等機(jī)構(gòu)，主要完成原材料的開卷、校平、送料、工藝潤滑及廢料處理工作。精沖壓力機(jī)滑塊的行程一般在30～60次/min之間，設(shè)備噸位越大行程次數(shù)就越少。

生產(chǎn)精沖零件除了具有專用的精沖壓力機(jī)外，通常還需要配備各種輔助設(shè)備，如剪板機(jī)、沖床、臺鉆、砂帶機(jī)、光飾機(jī)、清洗烘干機(jī)等生產(chǎn)輔助設(shè)備，以及三坐標(biāo)測量儀、精密影像測量儀、投影儀、表面粗糙度測量儀、金相分析儀、硬度儀等各類檢測設(shè)備、儀器等。

⑷具有精沖模具制造與維修設(shè)備。精沖模具制造與維修設(shè)備除常規(guī)車、銑、刨、鏜、鉆、磨床外，1臺慢走絲線切割機(jī)床是必不可少的，齒圈壓板加工還常常需用電火花加工機(jī)床。精沖模具對模塊的熱處理要求較高，一般還需要1臺真空熱處理爐。

⑸具有可靠、穩(wěn)定的供方。精沖件往往是顧客的關(guān)鍵用途零件，對原材料、熱處理、表面處理的要求非常嚴(yán)格。原材料需要外購，精沖件也大多需要熱處理和表面處理，如果企業(yè)不具備熱處理和表面處理條件，就需要外協(xié)。為了保證外購、外協(xié)質(zhì)量，需要選擇可靠的供方。由于供方要經(jīng)過顧客考核、批準(zhǔn)并備案，所以供方要相對穩(wěn)定。

精沖件生產(chǎn)門檻

⑴技術(shù)，主要體現(xiàn)在精沖模具的設(shè)計和使用過程中的維護(hù)方面。在國內(nèi)，行業(yè)對于“精沖”與“精密沖壓”概念的理解比較模糊，實際上 “精沖”，是專指使用強(qiáng)力壓邊模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行的沖壓，其他如對向凹模、往復(fù)沖裁、無齒圈優(yōu)化間隙沖裁等模具結(jié)構(gòu)也偶有使用，精沖的最大特點是：

1)變形機(jī)理是塑性斷裂。

2)模具的間隙很小，只有沖裁料厚的0.5%～1.0%。沖頭、凸模、凸凹模和凹模的刃口具有圓角過渡，材料壓板和反推板的作用不單純是卸料和頂件，還將對材料施加很大的力，配合小間隙和圓角刃口實現(xiàn)塑性剪切。

3)需要使用能同時提供沖裁力、壓邊力和反壓力的3動力設(shè)備，且壓邊力和反壓力要足夠大。

4)沖壓件的剪切面光潔，粗糙度可達(dá)到Ra為0.8甚至更低，剪切面的垂直度和零件的平面度都很好，零件毛刺偏大。

因此，“精沖”與“普通沖壓”具有本質(zhì)區(qū)別，而“精密沖壓”的變形機(jī)理與 “普通沖壓”相同，使用設(shè)備類型也與“普通沖壓”相同，模具結(jié)構(gòu)與“普通沖壓”相近，只是模具的加工精度比普通沖壓模高，沖壓件的尺寸精度也比普通沖壓件高。

精沖模具是實現(xiàn)精沖的關(guān)鍵裝置，是精沖技術(shù)的體現(xiàn)，必須由專業(yè)人員設(shè)計。精沖模具設(shè)計工作一旦完成，那么精沖工藝方案就已確定，相關(guān)的排樣方式以及材料利用率也隨之確定，模具結(jié)構(gòu)形式以及沖裁間隙等關(guān)鍵工藝參數(shù)也已確定，模具各元件的強(qiáng)度與剛度大小基本確定，使用的精沖設(shè)備以及模具與設(shè)備之間的接口方式也相應(yīng)確定。精沖模具中包含了如此多的內(nèi)容，所以說是精沖技術(shù)的體現(xiàn)。

精沖模具與普沖模具相比，無論是刃磨壽命還是總壽命都相對較低。模具壽命與沖件本身的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)工藝性關(guān)系很大，一般刃磨壽命在1～3萬沖次之間，總壽命在10～50萬次之間，某些厚度較小、材料強(qiáng)度低、結(jié)構(gòu)簡單的零件，模具壽命可在50萬次以上。由于精沖模具刃口受力很大，從而產(chǎn)生崩刃的幾率也相當(dāng)高?？傊?，精沖模具的維修非常頻繁，而且對拆卸、維修的技術(shù)要求很高，其水平通常要超過模具的設(shè)計，因此，需要有專門的維修技術(shù)人員。

⑵資金。資金包括初期投入與生產(chǎn)占用2部分，相對于普通沖壓及一般機(jī)械加工，投資較大。初期投入除廠房、水電等基礎(chǔ)設(shè)施外，精沖機(jī)及各類設(shè)備是主要方面。精沖設(shè)備可選擇國產(chǎn)，也可選擇進(jìn)口，二者價格有較大差別。國產(chǎn)設(shè)備經(jīng)過十余年的改進(jìn)完善，性能已經(jīng)很好。資金占用是指從精沖產(chǎn)品試制到批量供貨、貨款的回收，一般要經(jīng)歷超過1年的周期，這期間購買的原材料、開發(fā)的模具、投入的人力資源等資金投入，都必須通過后續(xù)批量銷售回籠，周期相對較長。

⑶市場。精沖件的應(yīng)用領(lǐng)域集中在汽車、摩托車、辦公機(jī)械、紡織機(jī)械、家用電器，高低壓開關(guān)、兵器和航空器等制造部門。汽車行業(yè)，尤其是中、小型乘用車是使用精沖件最多最集中的行業(yè)，其用量約占全部精沖件的70%以上。汽車上使用精沖件的部件總成，主要包括發(fā)動機(jī)、剎車系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、變速箱、底盤、座椅、門鎖等。摩托車雖然產(chǎn)量很大，但其精沖件的用量有逐漸減少的趨勢，尤其在中國，受成本制約，大量采用普沖件。其他領(lǐng)域的應(yīng)用，在批量和規(guī)模上都不是很大，不足以支撐一個專業(yè)精沖企業(yè)的生存與發(fā)展。因此，精沖件市場開拓方向應(yīng)主要集中在汽車行業(yè)。

近年來，隨著我國汽車行業(yè)快速發(fā)展，精沖件用量增加，進(jìn)入精沖生產(chǎn)行業(yè)的企業(yè)也越來越多，采用普沖和修邊的傳統(tǒng)沖壓方式仍在流行，市場競爭日益加劇，市場開拓難度加大。與汽車零件配套，通常要從新車型的研發(fā)就開始介入。顧客對于所有供方的資質(zhì)認(rèn)證都非?？量蹋瑥募夹g(shù)實力、設(shè)備能力到質(zhì)量保證體系，都要進(jìn)行嚴(yán)格的審核。（論文資助：高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國家科技重大專項2011ZX04016-051）。