準精沖與精沖工藝的優劣分析

文/楊世旭.嘉興和新精沖科技有限公司

何為精沖

精沖技術是在原有沖壓工藝基礎上增加第三力源，精沖較普沖在平整性、垂直度方面的精度有很大提升，另外最大特色是沖壓斷面沒有撕裂，具有光亮切斷面的優勢，工件具備模具幾何形狀的提升，所以精沖具有減少后續加工工序的優點，工藝示意圖見圖1。

圖1 精沖工藝示意圖

準精沖工藝

目前精沖工藝主要運用領域包含在汽車發動機、底盤、座椅調角器、醫療工具等各類幾何精度要求較高的零件，圖2 為汽車傳感盤精沖零件。精沖設備目前全球兩大廠商：瑞士Feintool 和日本Mori，但因價格昂貴，無形中提高了進入精沖行業的門檻，因此目前衍生出三類準精沖工藝思維：⑴以重復的修整方式達到精沖效果；⑵搭配普沖機外掛油壓系統達到普沖轉精沖效果；⑶模具設計時，在模座上添加第三力源的油壓系統。

圖2 汽車傳感盤精沖零件

綜合上述準精沖工藝思維來看，模具形式增加第三力源達到精沖的效果，此方式令模具費用大幅提高，設計加工成本增加，從成本的角度來看，此方式的模具設計成本居高不下，并不是最佳方案；以沖壓重復修整方式，其精沖效果在精度上無法穩定，尤其在產品較厚的情況下會更加明顯；而以普沖設備加裝油壓系統，雖然會增加設備整體的費用，但能有效地提高精沖的生產能力和效果。準精沖產品能達到的精度極限如表1 所示。

表1 準精沖產品精度極限表

以圖3 某門鎖件為例，零件要求：平面度、塌角、沖裁面光亮帶、毛刺高度、孔倒角；使用精沖機成本高，效率低，工位不夠；而使用準精沖機能達到產品要求，成本低，效率高。

圖3 門鎖件

精沖與準精沖的區別

準精沖屬于無屑加工技術，是在普沖技術上發展起來的一種精密沖裁方法，能在一次沖壓行程中獲得比普沖零件尺寸精度高、沖裁面光潔、翹曲小且互換性好的優質精沖零件，并以較低的成本達到產品質量的改善。從表2 的對比數據中可以看到，以準精沖的工藝所制造出的產品在精度上可以呈現翻倍的提升，提供相對優越的工藝品質精度。

表2 三種沖壓模式的對比

圖4 為某典型零件，圖例技術難點：⑴十字腳折彎，折彎區域需打薄；⑵孔打薄50%以上，孔徑公差0.03mm；⑶孔位置度0.1mm(以沉頭孔為基準)；⑷平面度0.06mm；⑸折彎腳腳高公差0.1mm。使用精沖工藝加工該零件，打薄比提升60%，斷面放大圖光亮帶提升80%，見圖5。采用準精沖工藝加工時，孔內光亮帶提升100%，斷面光亮帶提升80%，見圖6。

圖4 典型零件圖

圖5 使用精沖工藝生產的零件

圖6 使用準精沖工藝生產的零件

準精沖技術是在普沖機臺的基礎上進行改進，外附力源和精沖相同，具有三向力源。同時模具設計向精沖模靠攏(間隙、倒角)，可以進行大部分精沖零件的設計生產。準精沖機臺由普沖機臺向精沖改良，兼具雙方的部分優勢(平面度、位置度、剪斷面、塌角等)。精沖機臺受力源限制，模具工位受限，無法進行多工位的零件生產，而準精沖機臺在普沖機臺改良時考慮到了此問題，外附力源可以進行多工位模具的設計，但因其由普沖改良，又受其原先設備參數的限制，如床臺尺寸的大小。圖7 所示為準精沖沖床；圖8 為液壓泵加入沖床的設備；圖9 為采用多工位方式生產的準精沖零件的料帶信息，模具工步為26 步，模具長為1 米，模具機臺為GLD260T。

京劇京劇曾稱平劇，中國五大戲曲劇種之一，場景布置注重寫意，腔調以西皮、二黃為主，用胡琴和鑼鼓等伴奏，被視為中國國粹，中國戲曲三鼎甲“榜首”。京劇走遍世界各地，分布地以北京為中心，遍及中國，成為介紹、傳播中國傳統藝術文化的重要媒介。在2010 年11 月16 日，京劇被列入“世界非物質文化遺產代表作名錄”。代表劇目：《貴妃醉酒》、《霸王別姬》等。

圖7 準精沖沖床

圖8 液壓泵加入沖床

圖9 采用多工位方式生產的準精沖零件料帶信息

準精沖技術在20 年前開始運用在硬盤音圈馬達中的零件產品上，硬盤音圈馬達(VCM-Voice Coil Motor)精沖件為硬盤重要機構零件，其技術及尺寸精度要求相當的嚴謹，見圖10。因為生產成本及客戶季降等原因，原為精沖設備生產改進為準精沖機臺生產，為精密生產制造能力帶來相當大的提升。嘉興和新精沖科技有限公司目前為世界三大硬盤制造商(希捷，邁拓，西數)的主要零件供應商。

圖10 硬盤音圈馬達

結束語

準精沖技術開發投入成本降低，其他技術特性上較精沖差異不大，沖壓效率比精沖更高，尤其薄件部分，可運用范圍產品形狀復雜，工作站多，如圖11、圖12 所示，平板件、折彎件，汽車零件少許折彎部分都可達到理想效果，但不適合厚度超過4mm 的產品，若超過4mm，隨著厚度的增加，精沖效果也會相應下降，因為普沖設備的結構設計及剛性不如精沖設備，還是有相當大的水平差異。

圖11 0.75 ～3.5mm 的相關硬盤零件

圖12 各種類型硬盤驅動支架