精沖技術(shù)工藝標(biāo)準(zhǔn)的制定與應(yīng)用

文/杜貴江，趙彥啟，彭群，高軍?北京機(jī)電研究所

精沖技術(shù)工藝標(biāo)準(zhǔn)的制定與應(yīng)用

文/杜貴江，趙彥啟，彭群，高軍?北京機(jī)電研究所

杜貴江，研究員。專業(yè)方向：精沖工藝、精沖設(shè)備及精沖模具等。研究成果：參與申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明及實(shí)用新型專利6項(xiàng)、參與編制行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)、公開(kāi)發(fā)表論文二十余篇、參與編寫(xiě)專著《沖模技術(shù)》及《沖壓叢書(shū)》等內(nèi)容。

精密沖裁（簡(jiǎn)稱精沖）是一種先進(jìn)塑性成形技術(shù)，作為沖壓工藝分支技術(shù)經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展，已經(jīng)從儀器儀表、辦公機(jī)械、輕工機(jī)械等部門(mén)擴(kuò)展到冰箱，家電、汽車、農(nóng)機(jī)、拖拉機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、紡織機(jī)械、軍械、飛機(jī)和航空器械等制造部門(mén)，精沖工藝已經(jīng)成為汽車等機(jī)械制造業(yè)節(jié)能節(jié)材、降低成本、提高性能的重要技術(shù)措施之一。

精沖技術(shù)是20世紀(jì)70年代中期才逐漸在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛應(yīng)用，因此精沖工藝相對(duì)于其他沖壓工藝來(lái)說(shuō)還比較年輕。目前，國(guó)際上僅有的工藝標(biāo)準(zhǔn)是德國(guó)工程師協(xié)會(huì)（VDI）1980年編制的VDI3345及1994年修改的VDI2906，準(zhǔn)則由瑞士Feintool公司起草。國(guó)內(nèi)精沖技術(shù)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，目前形成了《精密沖裁件工藝編制原則》、《精密沖裁件通用技術(shù)條件》、《精密沖裁件質(zhì)量》以及《精密沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性》等4個(gè)機(jī)械行業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)。上述4個(gè)精沖工藝標(biāo)準(zhǔn)跟其他沖壓技術(shù)工藝標(biāo)準(zhǔn)相比雖然還不完善，但對(duì)精沖技術(shù)的發(fā)展及精沖零件生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化還是起到了極大促進(jìn)作用。

制定精沖工藝標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)儲(chǔ)備

精密沖裁件的4個(gè)工藝標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)鍛壓標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 74簡(jiǎn)稱“鍛標(biāo)委”）提出并歸口。在鍛標(biāo)委的組織下，北京機(jī)電研究所及上海交通大學(xué)等共同組建了相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，承擔(dān)了相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)的起草工作。

北京機(jī)電研究所于20世紀(jì)80年代，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了精沖領(lǐng)域的各項(xiàng)基礎(chǔ)工藝研究，在精沖工藝、變形機(jī)理、模具設(shè)計(jì)和制造、潤(rùn)滑劑、力能參數(shù)以及精沖壓力機(jī)開(kāi)發(fā)等方面都進(jìn)行了探索。特別是近年來(lái)，在精沖件產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和精沖工藝方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)了幾十年的研究和發(fā)展，目前已形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模的精沖件生產(chǎn)基地，精沖產(chǎn)品已經(jīng)大批量用于一汽大眾、東風(fēng)雪鐵龍、上海大眾等國(guó)內(nèi)外著名廠家生產(chǎn)的汽車。此外，北京機(jī)電研究所開(kāi)發(fā)的精沖產(chǎn)品也應(yīng)用于冰箱、低壓開(kāi)關(guān)以及家用電器等眾多領(lǐng)域，2006年起精沖產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)直接出口歐洲。

精沖工藝標(biāo)準(zhǔn)起草單位在精沖工藝的研究上引入了質(zhì)量管理體系理念，長(zhǎng)期的生產(chǎn)基地研究使得其在精沖件原材料的擴(kuò)展、搭邊排樣的確定以及工藝力的優(yōu)化上都具有完備的技術(shù)儲(chǔ)備。為了完成標(biāo)準(zhǔn)的順利起草實(shí)施，項(xiàng)目完成單位還投入了大量的人力、物力、資金等軟硬件資源進(jìn)行技術(shù)支持。確定了標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)約、環(huán)保理念后，項(xiàng)目起草單位更是進(jìn)行了大量試驗(yàn)、計(jì)算、分析并最終形成最佳成果性數(shù)據(jù)。為了跟蹤項(xiàng)目的實(shí)施效果，北京機(jī)電研究所在標(biāo)準(zhǔn)起草成形后又投入大量的精力與國(guó)內(nèi)各大型專業(yè)精沖件生產(chǎn)廠家進(jìn)行了溝通論證，最終形成系列標(biāo)準(zhǔn)草案。

精沖工藝標(biāo)準(zhǔn)的制定與應(yīng)用

精沖技術(shù)工藝標(biāo)準(zhǔn)在起草過(guò)程中借鑒吸收了德國(guó)VDI相關(guān)精沖工藝規(guī)范，但并不是國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)單等同轉(zhuǎn)化。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)在制定過(guò)程中充分考慮國(guó)情、力求符合我國(guó)精沖技術(shù)自身的發(fā)展規(guī)律，并完全順應(yīng)當(dāng)前社會(huì)提出的節(jié)約、環(huán)保等理念，這使得我國(guó)的精沖工藝標(biāo)準(zhǔn)更加適用。

精沖是保證被沖材料在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行塑性流動(dòng)的一種沖壓方式，這與普通沖裁相比截然不同，普通沖裁只需要1個(gè)或2個(gè)力即可，而精沖工藝至少要求3個(gè)力（沖裁力、壓邊力和反壓力）。精沖工藝標(biāo)準(zhǔn)在起草過(guò)程中對(duì)各個(gè)力學(xué)參數(shù)通過(guò)優(yōu)化給出更加準(zhǔn)確的計(jì)算方法，這為總壓力的確定以及設(shè)備的選擇提供了更加權(quán)威的技術(shù)支撐。此外，標(biāo)準(zhǔn)中準(zhǔn)確定義了精沖的各項(xiàng)工藝參數(shù)，這為精沖工藝的普及建立了更加有力的平臺(tái)。

精沖工藝具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的特點(diǎn)，其本身就是一個(gè)節(jié)約、環(huán)保、低碳的產(chǎn)業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)在起草過(guò)程中充分考慮人員、沖壓原材料以及設(shè)備工藝力的節(jié)約，從纖維方向、精沖件質(zhì)量、搭邊、排樣等參數(shù)上協(xié)調(diào)統(tǒng)一力求優(yōu)化。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的起草過(guò)程中也考慮了精沖件的后續(xù)處理，比如去毛刺、防變形以及變薄、彎曲等工序。此外，標(biāo)準(zhǔn)的起草在保證質(zhì)量的前提下力求有序、規(guī)范生產(chǎn)，這在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)精沖件市場(chǎng)的繁榮與穩(wěn)定。利用標(biāo)準(zhǔn)作為工藝文件進(jìn)行生產(chǎn)，可大大提高生產(chǎn)效率并提高產(chǎn)能，完全符合當(dāng)前社會(huì)提出的節(jié)約、低碳、環(huán)保等要求。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外精沖技術(shù)迅猛發(fā)展，但與之相適應(yīng)的精沖工藝規(guī)范卻非常少見(jiàn)，已經(jīng)實(shí)施的4個(gè)工藝標(biāo)準(zhǔn)不僅為精密沖裁件提供了工藝設(shè)計(jì)和產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù)，而且為節(jié)約材料、降低能耗提供了有力的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)保證。同時(shí)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施有利于精密沖裁技術(shù)的推廣、應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步，能夠滿足機(jī)械行業(yè)發(fā)展的需要。

結(jié)束語(yǔ)

精沖工藝標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)衡量精密沖裁件質(zhì)量以及規(guī)范國(guó)內(nèi)精沖設(shè)計(jì)，擴(kuò)大精沖技術(shù)使用范圍均有重大意義。從各個(gè)精沖件生產(chǎn)企業(yè)的反饋情況可以看出，精沖工藝標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施不僅大大促進(jìn)了整個(gè)精沖行業(yè)技術(shù)水平的提高，也為精沖件產(chǎn)業(yè)化基地的發(fā)展指引了前進(jìn)方向。如果此類工藝標(biāo)準(zhǔn)能更完善并被更廣泛的應(yīng)用，其對(duì)挖掘精沖技術(shù)潛能、平衡精沖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有著不可估量的作用。