精沖零件的案例
什么樣的零件才算得上是精沖件？
什么樣的零件才算得上精沖零件？
精沖零件的工藝性
精沖零件的工藝性，主要指保證零件的技術和使用要求，并在一定的批生產條件下，在制造上應最簡單、最經濟。而影響它的主要因素有：
（1） 零件結構的工藝性；
（2） 零件尺寸公差和形位公差；
（3） 材料性能和厚度；
（4） 沖裁面質量；
（5） 模具設計、制造質量及壽命；
（6） 精沖機的選擇等。
精沖零件結構的工藝性，是指構成零件幾何形狀的結構單元，包括：最小圓角半徑、孔徑、壁厚、環寬、槽寬、沖齒模數等的確定尤為重要。
圖1 所示，可供選擇精沖零件結構參數的極限值。它們都小于普沖零件。這是由精沖原理決定的。然而，合理的零件結構參數，有利于提高產品質量，降低生產成本。
圖1 精沖零件幾何單元及難度等級
A—孔徑；B—槽寬、搭邊；C—齒模數；D—圓角半徑。
精沖零件的難度等級
根據零件幾何形狀及其結構單元，在圖1 各圖中劃分為S1、S2 和S3 三級。
S1—簡單的，適于精沖材料抗剪強度Ks=700N/mm2
S2—中等的，適于精沖材料抗剪強度Ks=530N/mm2
S3—復雜的，適于精沖材料抗剪強度Ks=430N/mm2
在S3 以下的范圍，不適宜精沖，或者要采用特別措施。使用S3 的范圍時，其條件是沖裁元件要用高速鋼制造，且精沖材料抗拉強度
δb≤600 N/mm2（抗剪強度Ks≤430N/mm2）。
展開 精沖零件去毛刺方法介紹及應用
精沖是塑性變形過程，精沖零件的毛刺是產生于精沖變形的最后塑性分離階段，以及隨后的工件推出凹模階段。
毛刺高度hG和厚度bG，如圖1所示，是判斷毛刺大小的依據。當凹模刃口鋒利時，只產生薄毛刺；當凹模刃口變鈍時，產生厚毛刺。
精沖件毛刺的影響因素
⑴零件形狀對毛刺高度的影響。頂尖角α(圖2)和相對圓角半徑R/S較小時，毛刺高度較大，其中S為零件的料厚。
⑵刃口對毛刺高度的影響。
當模具刃口鋒利時，毛刺高度hG在0.01～ 0.08 mm之間；當模具刃口變鈍時，hG在0.1～ 0.3mm；hG≥0.1～0.3mm時，模具應進行刃磨。
圖1 毛刺示意圖
圖2 頂尖角示意圖
對落料來說，凸模刃口磨損產生的圓角rs增大了間隙，促使沖裁裂紋產生，毛刺高度hG與rs大致成正比。
⑶沖壓次數對毛刺高度的影響。在一般情況下，沖壓次數與hG成正比。但沖貝氏體鋼時，規律性不強。
⑷原材料抗拉強度對毛刺高度的影響。原材料抗拉強度越小，hG越大。
⑸壓床精度對毛刺高度的影響。壓床的導向精度及其穩定性，對hG影響很大。相同沖裁次數時，特級精度精沖機比普通精度精沖機毛刺高度小很多。
精沖件常用去毛刺方法
由于毛刺狀態和零件材料的不同，清除毛刺的方法也各異，一般采用手工、砂帶磨床及振動法去毛刺，也可采用熱化學及電化學法去毛刺。
⑴手工去毛刺。靠人工使用鋼絲刷、銼刀、刮刀等工具清除毛刺，勞動強度大，效率低、成本高，只適用于單件小批量生產的精沖件。但該方法靈活，不受場地與設備限制，幾乎任何精沖件都可使用。
⑵砂帶磨床去毛刺。效率低，操作環境差。主要缺點是只能去除零件表面的毛刺，不能達到工件表面的粗糙度、光潔度要求。
⑶振動法去毛刺。利用慣性激振器(振動電機)產生的振動偏差，使機器在三維面內運動，從而使工件與磨料沿一個方向運轉，互相摩擦，達到處理表面的效果。
展開 【精沖技術專輯】薄壁厚板零件精沖工藝與模具設計
零件沖壓工藝分析
圖1所示的互鎖板是重型卡車變速箱上的重要零件。通過撥叉軸、互鎖板等組成變速箱擋位互鎖裝置，實現各個擋位互鎖功能，有效防止汽車行使過程中因顛動產生掉擋、亂擋的現象，增加行駛的安全性。該零件材料為16MnCr5，料厚為9mm，材料在球化退火后，實測抗拉強度為405MPa，屈服強度為326MPa。
該零件的使用要求是：以中心方孔定位，雙點畫線表示的輪廓面與撥叉配合，要求配合面有較低的表面粗糙度及較高的尺寸精度。然而兩側凸出懸臂的寬度僅為10mm，小于精密沖裁件結構工藝性標準的推薦值1.5～2t(t為零件厚度)，且方孔與零件外形邊緣僅為0.5t，遠小于沖裁件工藝性中推薦值最小孔邊距大于2t（必要時取1～1.5t)的要求，屬于典型的薄壁厚板精沖件。如果僅僅從沖壓件的工藝性來分析，該零件并不適合沖壓生產，宜采用機加工方式生產，然而機加工生產方式，生產效率低下，生產成本極大。如果采用沖壓生產，可以極大的提高效率，降低成本。由于零件壁厚太薄，采用沖壓生產工藝，模具零件的工作壽命是一個難點。
為了滿足沖壓工藝要求，提高凸凹模強度和壽命，我們采取了局部增加零件壁厚尺寸，然后再通過二次修邊達到零件要求尺寸的工藝措施。最終確定落料工序尺寸如圖2所示，沖壓生產工藝為：復合精沖（精沖外形和方孔)→一次修邊→二次修邊→去毛刺。
圖1 互鎖板零件圖
圖2 精沖工序外形簡圖
復合精沖模具結構設計
圖3為互鎖板復合精沖模結構簡圖，根據零件形狀、尺寸及材料性能，計算出所需的沖裁力、壓邊力、反壓力的大小和模具封閉高度及其外形尺寸，選用650t精沖壓力機。復合精沖模具的工作過程如下：
⑴材料送進后，精沖壓力機的下工作臺升起，模具中的齒圈壓板、反壓板、退料塊首先壓緊板料，形成精沖所需的三向壓應力。下工作臺繼續上行，模具刃口切入板料直至材料分離。
展開 多臺階復雜結構零件的精沖工藝研究
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 
一種汽車零件的精沖復合工藝研究
厚板經過拉深后，其凸起部R角比較大，無法滿足圖紙要求，通過后續校形、擠壓的方式，對零件進行整形，減小R角及改善端部形狀，如圖4所示。
通過拉深、校形、擠壓實現零件毛坯成形后，采用多工位傳遞模，利用機械手傳遞系統，實現產品的模內快速傳遞。設備選用適合厚板拉深、折彎及厚板沖鍛復合成形加工的雙肘節式精密沖床。
圖4 拉深、校形、擠壓過程示意圖
精沖
圖5所示該汽車零件厚度為4.0mm，小孔直徑為3.50mm，小孔與外圓的間距為1.25mm。間距小，精沖時，局部塌陷量大，需要設計特殊的模具結構來降低薄壁處的塌陷量，以滿足該零件后續的加工要求。
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
綜合考慮零件的結構特點、對塌角及剪切面質量的要求，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。
展開 一種汽車零件的精沖復合工藝研究
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。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。
——本文選自《鍛造與沖壓》2018年第16期
展開 精沖工藝與旋壓工藝，高技術含量的制造工藝
汽車精沖零件生產以強力壓邊精密沖裁為主，幾何形狀、尺寸公差和形位公差以及剪切面質量都遠高于普通沖裁的零件，常見的汽車零部件有200多種:動力總成零部件,即變速箱鋼片、發動機的鏈輪鏈條、剎車組件、減震零件和凸輪軸的調節裝置部件；座椅調高器、座椅調角器、座椅滑軌零件；安全帶收緊器、安全氣囊的鎖件；發動機中的柴油發動機噴油嘴夾頭、多楔帶輪、空調壓縮機用閥板、變矩器離合器鋼片和離合器齒轂、行星架和驅動盤、剎車盤、駐車齒輪和棘爪、離合器齒轂；底盤中的剎車片、輪轂托板。
機械、醫療、電子、五金、電工工具等行業和上述零部件類似的部件，也可以用精沖來生產。
精沖行業有哪些企業值得關注？
精沖并不是一個很大的行業，設備、模具、材料、自動化的要求都比較高。
設備知名企業有瑞士的法因圖爾公司（china.feintool.com），自從1999年兼并了主要的競爭對手HeinrichSchmidAG之后，在這個行業占有絕對的壟斷地位，全世界的精沖企業都或多或少受益于該公司的技術資料、演示和各種講座。
法因圖爾在五個國家擁有十三個基地和2200名員工，提供伺服機械式和液壓式的精沖壓力機、生產線和每年數以百計的模具，以及精沖零部件。
法因圖爾1965年和德國舒勒公司合作，將壓力機的制造工作交給后者，一直合作到現在，累積生產了2500多臺精沖機床，150噸機械式精沖機到1550噸液壓精沖機的全系列、不同噸位的生產線。
HFAplus增強型系列液壓精沖機主要適用于復雜零件的柔性化生產。它的主要特點是擴展功能強，可增添不同選項來滿足幾乎所有精沖零件的加工要求。
展開 表彰 | 助力中國鍛壓行業抗擊新冠疫情突出貢獻企業
助力中國鍛壓行業
抗擊新冠疫情突出貢獻企業名單
（排名不分先后）
江蘇太平洋精鍛科技股份有限公司
無錫鵬德汽車配件有限公司
廣州市華冠精沖零件有限公司
深圳信揚國際經貿股份有限公司
瓦房店軸承精密鍛壓有限責任公司
青島宏達鍛壓機械有限公司
中航卓越鍛造（無錫）有限公司
山東瑞燁法蘭有限公司
精密沖壓件的簡單介紹
二，精密沖壓要避免沖壓件產生撕裂
精沖時為了抑制沖壓過程中材料產生撕裂，保證塑性變形過程的進行，采取了下述措施：1、用v形齒壓邊圈壓住材料。避免板料彎曲翹起；2、采用小沖壓間隙。精沖的雙面沖壓間隙大約是材料厚度的1%-1.5%，使材料始終保持和沖壓方向垂直，以減少變形區的彎曲變形，不產生拉應力，構成壓應力塑性變形的條件；3、利用壓邊力和頂桿的反壓力，將材料變形區緊緊壓緊，使之處于二向受壓狀態，并提高變形區材料的靜水壓力，以提高材料翅性，抑制裂紋和撕裂的產生。將凹模或凸模刃口做成很小的圓角，一般圓角半徑為0.05mm~0.1mm，以減少刃口處的應力集中，避免或延緩裂紋的產生。
三，精密沖壓要使用精密沖床
精沖工藝過程要求設備同時提供沖壓力、壓邊力和反頂力，通常在專用的精沖壓力機上進行。普通壓力機一般不能同時提供這三個力及其運動，而且在壓力機的剛性上和運動精度上較差，故不宜在普通壓力機上進行精密沖壓，除非采取一定的技術措施，如加裝機械或液壓裝置提供壓邊力和反壓力，才能在通用壓力機上實現精沖。采用液壓裝置提供壓邊力和反頂力，壓力均衡平衡，可按工藝要求在精沖過程中實現保壓或減壓，控制簡便，因此普通壓力機上的精沖技術，其壓邊力和反壓為普遍采用液壓力實現。
四，精密沖壓的模具間隙不能太大
小間隙是精沖模的主要特征。間隙的大小及其沿刃口周邊的均勻性，直接影響精沖零件剪切面質量。精沖問隙主要取決于材料厚度，也和沖壓輪廓及工件的材質有關。間隙太大，剪切面有撕裂。這是因為間隙過大，變形區材料受到較大的拉伸作用，并產生拉應力，而拉應力正是誘導產生微裂紋及撕裂的原因，因此，精密沖壓的凸、凹模間隙不能太大。
五，精密沖壓的壓邊力不能太小
精沖時常采用V形齒圈壓板進行強力壓邊。
展開 精密沖壓沒有想象的那么復雜，學會這些你也會精密沖壓
二，精密沖壓要避免沖壓件產生撕裂
精沖時為了抑制沖壓過程中材料產生撕裂，保證塑性變形過程的進行，采取了下述措施：1、用v形齒壓邊圈壓住材料。避免板料彎曲翹起；2、采用小沖壓間隙。精沖的雙面沖壓間隙大約是材料厚度的1%-1.5%，使材料始終保持和沖壓方向垂直，以減少變形區的彎曲變形，不產生拉應力，構成壓應力塑性變形的條件；3、利用壓邊力和頂桿的反壓力，將材料變形區緊緊壓緊，使之處于二向受壓狀態，并提高變形區材料的靜水壓力，以提高材料翅性，抑制裂紋和撕裂的產生。將凹模或凸模刃口做成很小的圓角，一般圓角半徑為0.05mm~0.1mm，以減少刃口處的應力集中，避免或延緩裂紋的產生。
三，精密沖壓要使用精密沖床
精沖工藝過程要求設備同時提供沖壓力、壓邊力和反頂力，通常在專用的精沖壓力機上進行。普通壓力機一般不能同時提供這三個力及其運動，而且在壓力機的剛性上和運動精度上較差，故不宜在普通壓力機上進行精密沖壓，除非采取一定的技術措施，如加裝機械或液壓裝置提供壓邊力和反壓力，才能在通用壓力機上實現精沖。采用液壓裝置提供壓邊力和反頂力，壓力均衡平衡，可按工藝要求在精沖過程中實現保壓或減壓，控制簡便，因此普通壓力機上的精沖技術，其壓邊力和反壓為普遍采用液壓力實現。
四，精密沖壓的模具間隙不能太大
小間隙是精沖模的主要特征。間隙的大小及其沿刃口周邊的均勻性，直接影響精沖零件剪切面質量。精沖問隙主要取決于材料厚度，也和沖壓輪廓及工件的材質有關。間隙太大，剪切面有撕裂。這是因為間隙過大，變形區材料受到較大的拉伸作用，并產生拉應力，而拉應力正是誘導產生微裂紋及撕裂的原因，因此，精密沖壓的凸、凹模間隙不能太大。
五，精密沖壓的壓邊力不能太小
精沖時常采用V形齒圈壓板進行強力壓邊。
展開 淺談精沖齒圈壓板的分析與改進
精沖是通過對普沖進行研究改良，在普沖的基礎上發展起來的沖裁技術。精沖工藝具有優質、高效、低能耗、應用范圍廣的特點，能夠獲得與普沖相比質量高得多的零件。但由于精沖時坯料需在靜水壓應力下進行沖裁，所以要求工裝能夠為坯料剪切變形區提供靜水壓應力，以抑制起皺和裂紋的產生。這個目標是通過齒圈壓板和反壓板提供的壓邊力和反壓力壓緊坯料實現的，這是精沖工藝的顯著特點之一，對提高精沖件成形質量具有明顯作用。
齒圈壓板的作用
齒圈壓板的作用是在精沖過程中對坯料施加壓邊力，限制坯料在沖裁過程中向剪切區流動，防止坯料發生起皺現象。由齒圈壓板對坯料施加壓邊力，使得坯料在壓邊力作用下被壓緊、固定，這樣能避免坯料受力產生彎曲，有效降低零件發生起皺現象的概率，改善被加工坯料的塑性變形能力以及減小塌角等。
齒圈的位置和齒圈形狀都會對精沖零件表面光潔度產生影響。齒圈壓板一般被安裝在凹模上以便于使坯料在精沖過程中始終受到壓邊力作用，從而提高坯料的塑性變形能力。
壓邊力的作用顯著。壓邊力過大，坯料與模具之間產生的摩擦力會變大，導致坯料難以被拉入凹模。此時坯料將會在底部轉角處發生裂紋。壓邊力過小，坯料在精沖過程中容易發生起皺現象，降低精沖質量。況且起皺的坯料若拉入凸凹模間隙中就會被卡住，既易損壞模具，又使工件底部拉裂。
眾人對齒圈壓板的作用進行了理論分析和有限元仿真。早年曾有人對齒圈壓板進行仿真研究，由于當時受有限元技術水平的限制，所得結果不夠準確。程萬軍就齒圈壓板在理論上進行靜水壓力影響的研究，提出了靜水壓力和齒圈壓板齒形角的關系。為分析V形齒圈壓板對剪切面的影響，T.S.Kwak 對精沖過程中的V 形齒圈壓板進行有限元仿真，結果表明齒圈越高光亮帶越大，齒距越大光亮帶越小。
展開 
中厚板結構件復合精沖成形技術及應用
本成形方法是成形法蘭類零件的先進方法，傳統的中厚板法蘭類零件成形示意圖如圖4所示。首先采用直徑較小的沖頭精沖出一個圓孔，然后用直徑較大的沖頭進行翻邊。此方法材料利用率較低，且翻邊過程中法蘭內壁容易產生撕裂，法蘭的底部不平整，需要整形或者機加工。
圖4 傳統中厚板法蘭類零件成形原理
本項目組發明的沖擠復合成形工藝如圖5所示。首先壓邊力、反頂力和沖壓力使板料處于三向靜水壓力狀態；然后凸模往下沖壓板料，反頂桿以一定反頂力作用于板料，同時往后退，行程為H2，此時反頂桿停止運動，凸模繼續下行H4，直到填滿型腔。最后沖連皮，即可獲得高質量中厚板法蘭。
圖5 中厚板沖擠成形法蘭類零件成形原理
精沖分離成形
精沖斷面質量的評價主要包括塌角、撕裂和毛刺，塌角和撕裂缺陷如圖6所示。本項目組對于精沖斷面缺陷的影響因素進行了較深入研究，研究表明隨著壓邊力和反頂力增加、凹模圓角半徑的增加、以及凸凹模間隙減小，撕裂帶高度減小。
為了減小塌角高度，可以采用反切法。首先對于塌角控制部位在第一次精沖時預留一定尺寸，然后進行反切，利用反切將塌角部位填滿，最后落料。為了實現小無塌角成形，本項目組發明了一種小塌角成形工藝。傳統的凹模刃口為圓角，圓角尺寸一般為0.3～0.5mm，造成精沖剪切區域變寬，使得塌角在精沖初始階段快速增加。基于此將凹模刃口從圓角形式改為齒式，相比于傳統的凹模，能將塌角尺寸減小50%～60%（圖7）。
其他復合精沖成形工藝
圖6 精沖斷面撕裂和塌角缺陷
圖7 小塌角成形與傳統精沖成形零件關鍵區域塌角尺寸對比
本項目組還針對復雜形狀的中厚板結構件，研究了精沖彎曲、精沖拉深、精沖冷鍛、精沖翻邊等復合精沖成形工藝。利用復合精沖成形工藝成形的典型三維復雜形狀中厚板零部件如圖8所示。
展開 五金精沖技術的優勢特點簡介
3.精沖模具，對模具的加工表面質量有極高的要求，要實現鏡面的切斷面質量，相關模具零件也需為鏡面加工。
4.通過精沖技術，將板材加工成為復雜的立體形狀，可減少材料成本，提高生產效率，縮短交貨周期。
5.硬材可實現無破斷面沖裁。
