精沖技術是在普通沖壓技術的基礎上發展起來的,精沖能做到接近于切削加工的精度和質量,特別是切斷面的質量。但是精沖技術對設備及模具的要求比較高,系統復雜,雖然也有利用普通沖床進行類似于精沖的削邊技術,但是,由于沖床的精度問題,模具壽命總是難以滿足大批量生產的要求。近年來,在沖壓技術發達的國家,已經開發出可以用普通沖壓的方式實現精沖效果的全新沖壓技術,本文將此技術介紹給大家。
傳統精沖之所以能做到全光亮帶的切斷面,主要是利用精沖機的三動功能,通過模具使切斷面的材料在切斷時處于壓縮狀態,從而避免了普通沖壓中剪切最后產生的撕裂問題。而普通沖壓的撕裂帶的多少與模具間隙及材質有關系,同樣的材料,沖裁間隙越小,撕裂帶越小,理論上當間隙小到一程度時,也能得到全光亮帶的切斷面。但是由于普通沖床精度及剛性不夠的原因,模具的間隙太小,模具壽命就無法保證,因此,不能進行批量生產。所以,在傳統的技術里面,批量精沖生產,只能使用專用精沖機和精沖模具。近年來,隨著沖壓技術的高速發展,沖壓設備、模具材料及加工技術都得到大力發展,用普通沖壓技術進行精沖已經在實際量產中得到應用了。
此技術是利用高精度、高剛性的沖床,配合高精度的模具來實現精沖的效果,技術要點是模具的間隙要足夠小,以實現產品的斷面質量要求。針對某些產品的要求,模具間隙需要達到µm級,甚至負間隙,這對模具加工技術和沖壓設備的要求極高,此時的沖壓設備滑塊導軌不能有間隙,同時沖床的剛性要足夠高,抗偏心負荷能力足夠強,以保證滑塊上下運動的垂直度,從而保證模具壽命,以實現大批量生產。
如圖1所示就是利用此技術進行沖壓的樣品,材料為SS400(相當于國標Q255),厚度為14mm。從圖2可以看出其斷面具有鏡面效果;圖3 是通過測量其內徑得到的孔徑變化曲線圖,其內孔精度在60µm以內。另外,從外觀上可以看出來,塌角非常小。


此工藝與傳統的精沖相比,具有以下幾個優點:
- ⑴材料的利用率高。由于不需要精沖的齒圈壓邊,其予留壓邊量可以做得更小。
- ⑵設備和模具的費用更低,特別是模具費用方面。此工藝的模具結構和普通沖壓模具結構差別不大,我國在此方面的設計和制造技術已經很成熟了,容易掌握,模具成本與精沖相比要低很多。
- ⑶通用性好。由于不需要使用精沖機,其沖床除用于精沖外,還可以做其他沖壓用,包括普通沖壓和鍛壓。而且精沖機的工作臺面都比較小,很難做多工序的工作,使用這種高剛性、高精度沖床,其臺面可以做到2000mm以上,甚至達到2800mm,更適用復雜零件的生產。眾所周知,在一些零件里,并不是所有斷面都需要精沖,也不要求斷面是100%光亮帶,更不是每一工序都要用到精沖,因此,此工藝特別適合于這種多工序加工。
- ⑷生產效率高。一般精沖機都是液壓驅動的,生產速度很難提高,而目前這種高精度沖床的生產方式其SPM最快可以達到120以上。
- ⑸在某些特殊要求的地方能實現傳統精沖所不能達到的效果。
如圖4所示零件,此零件材料為S50C(相當于國標50),料厚為4.0mm,要求切斷面有80%以上的光亮帶。A部是此零件承受負荷的地方,對強度有一定的要求,塌角不能太大,用傳統精沖加工往往由于塌角問題而導致產品不良。而采用上述工藝能很好地解決此問題,此零件現在用80SPM的速度在生產,刃口保養5萬沖次。

目前這種技術在日本得到廣泛應用,特別是在汽車零部件方面。利用先進的設備開發出新工藝,這對于我國十分成熟的模具技術來說是極其容易掌握和應用的,同時,這種新工藝具有材料利用率高,生產效率高的特點,更值得在我國大力推廣。特別是在我國處于經濟轉型期,沖壓行業也處于結構升級,提高競爭力的時期,引進此項工藝是企業提高自身競爭力的很好方式。
作者:AIDA CHINA資深沖壓專家林永忠
來源:《鍛造與沖壓》雜志