精沖件生產條件簡析

文/趙彥啟 郝高明?北京機電研究所

精沖件生產條件簡析

文/趙彥啟 郝高明?北京機電研究所

趙彥啟，精沖技術中心主任，全國鍛壓標準化技術委員會委員、研究員、碩士生導師。專業方向：精沖工藝、模具及設備。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，擔任副主編出版著作1部；起草行業標準2項；授權發明專利1項，授權實用新型專利3項；榮獲北京市科技進步三等獎1項。

隨著精沖技術在中國的普及，吸引眾多企業對精沖件市場進行調研，希望從事精沖件生產。那么，生產精沖件究竟需要具備哪些條件？存在什么樣的門檻？本文中，筆者將在精沖行業多年的認知與實踐經驗跟大家一起分享。

精沖件生產條件

⑴擁有一支專業技術隊伍。精沖件生產技術雖然屬于沖壓技術范疇，但在細節方面與普通沖壓技術區別較大，從事精沖生產需要有一支專門的技術隊伍。精沖涉及到的專業技術主要包括：材料、精沖工藝、精沖模具設計、精沖模具制造、調試與維修、精沖設備維修、精沖件測量檢驗等。

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

⑶具有專用精沖設備及相關輔助生產設備。生產精沖件必須使用專用的精沖設備，即精沖壓力機。一臺全自動精沖壓力機由主機及輔助裝置兩部分組成，主機提供3個獨立可調的沖壓力，具有較高的機身剛度和精確的滑塊導向，精密的封閉高度調節機構，識別異物的模具保護機構，主要完成沖裁工作；輔助裝置包括開卷、校平、送料、涂油、廢料剪刀等機構，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。精沖壓力機滑塊的行程一般在30～60次/min之間，設備噸位越大行程次數就越少。

生產精沖零件除了具有專用的精沖壓力機外，通常還需要配備各種輔助設備，如剪板機、沖床、臺鉆、砂帶機、光飾機、清洗烘干機等生產輔助設備，以及三坐標測量儀、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備、儀器等。

⑷具有精沖模具制造與維修設備。精沖模具制造與維修設備除常規車、銑、刨、鏜、鉆、磨床外，1臺慢走絲線切割機床是必不可少的，齒圈壓板加工還常常需用電火花加工機床。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、穩定的供方。精沖件往往是顧客的關鍵用途零件，對原材料、熱處理、表面處理的要求非常嚴格。原材料需要外購，精沖件也大多需要熱處理和表面處理，如果企業不具備熱處理和表面處理條件，就需要外協。為了保證外購、外協質量，需要選擇可靠的供方。由于供方要經過顧客考核、批準并備案，所以供方要相對穩定。

精沖件生產門檻

⑴技術，主要體現在精沖模具的設計和使用過程中的維護方面。在國內，行業對于“精沖”與“精密沖壓”概念的理解比較模糊，實際上 “精沖”，是專指使用強力壓邊模具結構進行的沖壓，其他如對向凹模、往復沖裁、無齒圈優化間隙沖裁等模具結構也偶有使用，精沖的最大特點是：

1)變形機理是塑性斷裂。

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”具有本質區別，而“精密沖壓”的變形機理與 “普通沖壓”相同，使用設備類型也與“普通沖壓”相同，模具結構與“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。

精沖模具是實現精沖的關鍵裝置，是精沖技術的體現，必須由專業人員設計。精沖模具設計工作一旦完成，那么精沖工藝方案就已確定，相關的排樣方式以及材料利用率也隨之確定，模具結構形式以及沖裁間隙等關鍵工藝參數也已確定，模具各元件的強度與剛度大小基本確定，使用的精沖設備以及模具與設備之間的接口方式也相應確定。精沖模具中包含了如此多的內容，所以說是精沖技術的體現。

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和結構工藝性關系很大，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、材料強度低、結構簡單的零件，模具壽命可在50萬次以上。由于精沖模具刃口受力很大，從而產生崩刃的幾率也相當高。總之，精沖模具的維修非常頻繁，而且對拆卸、維修的技術要求很高，其水平通常要超過模具的設計，因此，需要有專門的維修技術人員。

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

⑶市場。精沖件的應用領域集中在汽車、摩托車、辦公機械、紡織機械、家用電器，高低壓開關、兵器和航空器等制造部門。汽車行業，尤其是中、小型乘用車是使用精沖件最多最集中的行業，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，主要包括發動機、剎車系統、傳動系統、變速箱、底盤、座椅、門鎖等。摩托車雖然產量很大，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。其他領域的應用，在批量和規模上都不是很大，不足以支撐一個專業精沖企業的生存與發展。因此，精沖件市場開拓方向應主要集中在汽車行業。

近年來，隨著我國汽車行業快速發展，精沖件用量增加，進入精沖生產行業的企業也越來越多，采用普沖和修邊的傳統沖壓方式仍在流行，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就開始介入。顧客對于所有供方的資質認證都非常苛刻，從技術實力、設備能力到質量保證體系，都要進行嚴格的審核。（論文資助：高檔數控機床與基礎制造裝備國家科技重大專項2011ZX04016-051）。