精沖工藝
關注創建者：匿名 創建時間：2022-06-09
精沖工藝的實例教程
對多臺階復雜結構零件的精沖工藝進行了研究，分析了成形原理，對工藝進行了分析和優化，介紹了縱向連續精沖工藝的應用，并做了工藝試驗。結果表明，采用縱向連續精沖工藝，極大地提高了零件的尺寸精度，是實現復雜零件沖壓的有效方法。
精沖技術的應用極大地提高了零件剪切面的質量和生產效率。隨著精沖技術的發展，精沖工藝由單工步落料沖孔復合精沖工藝，發展到多工步連續精沖工藝，再到縱向連續精沖工藝及多工步縱向連續精沖工藝。精沖件的復雜程度也在不斷提高。由最初的平板落料件，到簡單成形件，再到如今的具有復雜成形特征的零件。
縱向連續精沖工藝的特點，就是在同一個工步順序完成不同成形內容。本文選擇了一個典型的多臺階結構的零件作為研究對象，通過對其精沖成形工藝進行分析研究，介紹縱向連續精沖工藝的原理及應用。
工藝分析
零件結構
圖1所示為零件結構尺寸。
該零件有三個臺階，零件尺寸及形位公差要求為，φ50mm和φ38mm半沖孔公差分別為±0.02mm和±0.015mm，且φ50mm和φ38mm半沖孔底面平面度為0.1。
此零件可采用多工步連續精沖，沖壓過程的受力情況如圖2所示，F1是落料和成形力；F2是落料時的壓邊力；F3是反頂力；F4是半沖成形的壓料力。從圖2中可以看出，沖壓該零件需要有4個單獨作用的力，僅靠精沖機床自身提供的3個力（這3個力是指去掉F4的F1、F2和F3，如圖3所示)是存在風險的。
圖1 零件結構尺寸
圖2 多工步連續精沖工藝受力圖
圖3 靠精沖機床自身提供的3個力的受力圖
半沖成形時沒有壓料力，半沖部位的材料就會發生流動，引起平面的形變，同時在連接部位會產生拉應力，當應力過大時還會產生裂紋（圖4)，對零件的使用性能造成較大影響。
展開 圖10 汽車零件機加工簡圖
圖11 精沖復合工藝生產的汽車零件
結束語
通過精沖工藝與其他工藝的復合加工完成的汽車零件，如圖11所示。不僅輪廓形狀精度高、成本低、效率高，而且結合了拉深工藝/鍛造工藝三維形狀成形與高精度機加工工藝的優勢。既實現了結構特殊的汽車零部件的加工，又滿足了其高精度的要求，實現了批量穩定生產。相信隨著汽車行業的發展，會有越來越多的汽車零部件需要復合工藝來滿足其高性能、高品質的要求。
該零件精沖外形及孔后，因其精度要求高，精沖件無法滿足圖紙要求，需要通過后續的切削加工來保證零件精度。后續機加工時，汽車零件裝夾位置如圖6 所示，裝夾面為精沖的剪切面，所以該部位剪切面的質量會影響到機加工時的裝夾精度。
圖5 汽車零件簡圖
圖6 機加工裝夾示意圖
影響剪切面垂直度的因素有：零件結構、材料厚度（圖7）及其機械性能、模具結構、凹模圓角、齒圈及沖壓時的壓邊力和反頂力。因零件的結構及材料由客戶指定，精沖工藝設計時，需要通過調整模具結構以及精沖力的大小，來改善剪切面的質量（主要是垂直度）。
圖7 料厚與偏差X 值的關系
的要求，通過對精沖模具結構、模具材料等進行優化改善，大大減小了塌陷量，改善前后塌陷量對比如圖8 所示，滿足了后續工序的穩定生產。考慮到該零件精沖生產時，是單件上下料，可通過自動上下料系統進行自動化生產。圖9 所示的系統能夠實現自動上料、自動涂油、沖壓后自動下料、零件與廢料自動分離等動作，實現了自動沖壓，節省了人力成本，保證了生產的穩定性。
圖8 改善前后塌陷量對比示意圖
圖9 精沖生產自動潤滑及上下料示意圖
機加工
圖10 所示該汽車零件精度要求比較高，精沖件無法滿足圖面要求，需要后續切削加工工序，以滿足其平面度、垂直度、圓柱度、圓度、同軸度等要求。
圖10 汽車零件機加工簡圖
圖11 精沖復合工藝生產的汽車零件
結束語
通過精沖工藝與其他工藝的復合加工完成的汽車零件，如圖11 所示。不僅輪廓形狀精度高、成本低、效率高，而且結合了拉深工藝/ 鍛造工藝三維形狀成形與高精度機加工工藝的優勢。既實現了結構特殊的汽車零部件的加工，又滿足了其高精度的要求，實現了批量穩定生產。
展開 XFTspeed伺服機械式精沖壓力機集合了液壓、伺服控制以及機械驅動的優點，具有極高頻沖次和極低的停機時間，噸位從150～250噸，最高節拍能到200次每分鐘。
X-TRAspeed系列具有針對特殊場合生產要求的柔性及可兼容性，使得該機型很具有吸引力，伺服驅動集合了液壓和機械壓機的優點，噸位在320噸到700噸之間，最高節拍能到90次每分鐘。
精沖技術的核心，不是壓力機，而是模具設計和制造技術，法因圖爾生產的多工位的級進模能使成形和去毛刺在同一個模具內完成。
除了法因圖爾之外，日本的森鐵工株式會社是僅次前者的精沖設備和技術提供商，和法因圖爾搶占中端市場，在中國也有很多客戶。國內有北京機電所、天津億眾機械制造、上海交通大學模具CAD國家工程研究中心以及十幾所高校從事精沖設備和模具的制造或軟件研發工作。
歐美日在精沖鋼的研究和制造技術較為領先，因此精沖鋼的原材料標準主要集中在歐標EN10081-10084，日標JISG4051-4053和美標SAE，國標GB/T699和GB/T3077等。材料供應商有一勝百、寶鋼旗下的合資公司常熟寶升精沖材料有限公司等。
近年，隨著伺服壓力機的工藝豐富，一些沖壓廠商采用伺服壓力機能模擬液壓機工作曲線的特性，配合更加精密的模具技術，用不是嚴格意義上的精沖工藝，也得到一些精度比精沖件低，比普沖高的較高精度的零部件。
據報道，已經開發的精沖零部件有8000多種。歐洲、美國和日本的精沖行業非常發達，中國正在成為精沖行業第四個集中區域，還在不斷裂變成長，據稱中國的精沖零部件還不能滿足本土汽車行業的需求。
展開 作者簡介 肖振沿，技術部部長，助理工程師，主要從事精沖模具設計與精沖件生產工藝方案實施，參與申請專利2項，其中一項發明專利，一項實用新型專利，實用新型專利已授權，參與修訂一項行業標準。
《薄壁厚板零件精沖工藝與模具設計》摘自《鍛造與沖壓》雜志第20期
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精沖工藝包含了3種力：沖裁力FG、齒圈力FR、反壓力FS，使得精沖技術區別于其它普通的沖壓或者沖裁工藝。精沖加工的工件具備垂直度好、具備無撕裂的光亮切斷面的眾多優點。
工件因為在精沖過程中在模具中的壓邊圈夾持，間隙非常小，零件特別平整，通常情況下零部件切斷邊緣無需后序加工，翹曲小且互換性好。
我們今天要給大家講的是特殊產品、特殊的沖壓工藝“精沖”。
普通的沖裁，將材料分離后得到的斷面質量主要分為四層：塌角、光亮、斷裂、毛刺區，如下圖。影響沖裁斷面的因素有很多，一般只需要滿足要求即可，無需太多關注斷面，因為只要沖裁間隙合理基本就不會有問題。
我們今天要給大家講的是特殊產品、特殊的沖壓工藝“精沖”。
普通的沖裁，將材料分離后得到的斷面質量主要分為四層：塌角、光亮、斷裂、毛刺區，如下圖。影響沖裁斷面的因素有很多，一般只需要滿足要求即可，無需太多關注斷面，因為只要沖裁間隙合理基本就不會有問題。
點
冷沖壓零件“五金件”在日常生活中隨處可見，大到飛機、航空航天器，小到手機、手表零件，只要是批量生產基本都離不開模具。
今天給大家分享一個沖壓技術難點
先看下動圖感受一下：
工作原理
精沖工作原理：在專用（三向力）壓力機上，借助特殊結構模具，在強力作用下，使材料產生塑性—剪切變形，從而得到優質精沖件。精沖工藝要求三個力，沖裁力PS、壓邊力PR和反壓力PG。
精沖工藝要求三個力，沖裁力PS、壓邊力PR和反壓力PG。
我們今天要給大家講的是特殊產品、特殊的沖壓工藝“精沖”。
普通的沖裁，將材料分離后得到的斷面質量主要分為四層：塌角、光亮、斷裂、毛刺區，如下圖。影響沖裁斷面的因素有很多，一般只需要滿足要求即可，無需太多關注斷面，因為只要沖裁間隙合理基本就不會有問題。
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冷沖壓零件“五金件”在日常生活中隨處可見，大到飛機、航空航天器，小到手機、手表零件，只要是批量生產基本都離不開模具。
今天給大家分享一個沖壓技術難點“
以上為基本工藝類型，對于精沖現出現了一個新工藝，就是在上下模靠近刀口位置加突刺，合模壓料時刺入材料中以達到防止應力變形，然后減少沖裁間隙以達到效果。
突刺的原理是在沖孔前將材料壓死，刺入材料中形成橫向的側向力，以防止在沖裁過程中材料被拉入刀口內部形成塌角。
以上為基本工藝類型，對于精沖現出現了一個新工藝，就是在上下模靠近刀口位置加突刺，合模壓料時刺入材料中以達到防止應力變形，然后減少沖裁間隙以達到效果。
突刺的原理是在沖孔前將材料壓死，刺入材料中形成橫向的側向力，以防止在沖裁過程中材料被拉入刀口內部形成塌角。
