精沖技術(shù)自20世紀(jì)20年代在歐洲發(fā)明以來(lái)，已經(jīng)歷了90多年的歷程，是為厚板制造領(lǐng)域最重要的精密塑性成形方式之一，是經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)大批量、高質(zhì)量、多功能黑色金屬和有色金屬零件的技術(shù)含量高且經(jīng)濟(jì)效益佳的方法。精沖壓力機(jī)完成一次沖壓過(guò)程，通過(guò)在專(zhuān)用精沖模具的加工，就會(huì)制造出一件或多件精度高、可直接用于裝配的成形零件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子、計(jì)算機(jī)、電力、家電、汽車(chē)和航空等領(lǐng)域。據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝介紹，目前全世界已有40個(gè)國(guó)家采用精沖技術(shù)，共有精沖機(jī)約4500臺(tái)，生產(chǎn)零件約10000種。如一輛汽車(chē)(轎車(chē))上包括變速箱撥叉、座椅及安全帶調(diào)角器、行星齒輪、剎車(chē)蹄片和鋼背等就有近100種精沖零件。

    我國(guó)精沖模具技術(shù)在“十一五”期間取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并在精沖工藝、材料、精沖壓力機(jī)、模架、模具和潤(rùn)滑等方面取得了一系列的科研成果。截至2008年末，我國(guó)有近20個(gè)省市擁有專(zhuān)業(yè)精沖生產(chǎn)設(shè)備，共有精沖壓力機(jī)80多臺(tái)(不含液壓模架)，精沖從業(yè)人員超過(guò)5000人，生產(chǎn)精沖件約2000種，并已形成了若干個(gè)自主精沖模具開(kāi)發(fā)示范基地。金屬材料從有色金屬?zèng)_裁擴(kuò)展到黑色金屬的沖裁。低碳鋼、低合金鋼和不銹鋼的沖裁厚度達(dá)到12mm；有色金屬如鋁合金和銅合金的沖裁厚度達(dá)到l8mm；隨著模具材料和處理方法的進(jìn)步以及被沖板材球化處理工藝的完善與普及，一些較硬的高碳鋼、高合金鋼以及其他低韌性的材料諸如鎳基或鈷基合金材料等也開(kāi)始用于生產(chǎn)精沖零件。另外，自主開(kāi)發(fā)的級(jí)進(jìn)復(fù)合精沖模、傳遞模和模塊化模具在國(guó)內(nèi)精沖模具中的比例顯著提高，特別是面向汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜零件的級(jí)進(jìn)復(fù)合精沖模，基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。針對(duì)精沖成形過(guò)程的有限元數(shù)值仿真技術(shù)、精沖模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、精沖模具智能設(shè)計(jì)與知識(shí)庫(kù)技術(shù)等的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，提升和充實(shí)了我國(guó)精沖模具的技術(shù)內(nèi)涵。但是，目前精沖企業(yè)普遍規(guī)模小、資源分散、生產(chǎn)效率低、人才短缺且配套不全。雖然在精沖模具開(kāi)發(fā)方面具備了一定的開(kāi)發(fā)能力，但在復(fù)雜精沖模具，特別是精沖復(fù)合成形模具的開(kāi)發(fā)方面仍缺乏經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)口模具依然占有較大比重。

    近日，由濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)承擔(dān)的國(guó)家“高檔數(shù)控機(jī)床及基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專(zhuān)項(xiàng)——“大型快速高效數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線(xiàn)”，通過(guò)中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的專(zhuān)家鑒定，主要技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

    據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝介紹，大型快速高效全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線(xiàn)是集機(jī)、電、液于一體的大型沖壓設(shè)備，代表了當(dāng)今國(guó)際沖壓技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)汽車(chē)行業(yè)高檔沖壓設(shè)備主要依賴(lài)從國(guó)外進(jìn)口。濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)研發(fā)的“大型快速高效數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線(xiàn)”創(chuàng)造了每分鐘可生產(chǎn)15件汽車(chē)大型覆蓋件的新紀(jì)錄，成為目前世界最高水平的高速自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線(xiàn)。

    濟(jì)南二機(jī)床成功研制的這一項(xiàng)目依托上海通用（煙臺(tái)）東岳汽車(chē)公司42000KN全自動(dòng)柔性快速?zèng)_壓生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)施，首次采用同步控制連續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)模式，整線(xiàn)換模時(shí)間僅為3分鐘，整機(jī)主要性能指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外企業(yè)同類(lèi)產(chǎn)品，是目前世界最高水平的高速自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線(xiàn)，也是目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用的功能最全、效率、性能和標(biāo)準(zhǔn)最高的沖壓生產(chǎn)線(xiàn)，已入選國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)十大標(biāo)志性工程。

    我國(guó)快速高效自動(dòng)沖壓技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但精沖技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用還不夠普及，模具的系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造技術(shù)和理論、精沖相關(guān)的配套設(shè)備、精沖油、工藝與測(cè)量裝備等與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在一定差距。

    1、精沖模具壽命 

    目前國(guó)內(nèi)外精密沖裁模具的主要差距是壽命低。先進(jìn)國(guó)家精沖模具的一次刃磨壽命一般鋼板材料都在4萬(wàn)次以上，模具總壽命幾十萬(wàn)次以上。國(guó)內(nèi)則只有國(guó)外的50%。影響模具壽命的突出問(wèn)題是模具材料和熱處理質(zhì)量，目前的精沖模由于進(jìn)口模具鋼的價(jià)格太貴，在產(chǎn)量不是很大的情況下，多數(shù)仍采用國(guó)產(chǎn)模具鋼。而國(guó)產(chǎn)模具鋼的材質(zhì)不好，加上鍛造和熱處理等工藝控制和質(zhì)量不穩(wěn)定導(dǎo)整體模具壽命的差異很大。

    2、精沖材料 

    精沖材料是精沖技術(shù)的核心要素之一，精沖要求材料材質(zhì)均勻且硬度適中。為達(dá)到這一目的，精沖前都要進(jìn)行球化退火，球化率要達(dá)到95%以上；而國(guó)內(nèi)的大部分材料很難達(dá)到要求，進(jìn)行球化退火的球化率也只能達(dá)到50%-90%。對(duì)于模具材料來(lái)說(shuō)，目前模具材料在沖切方面基本可以達(dá)到精沖要求，但對(duì)擠壓成形，模具材料的高強(qiáng)度和高韌性不能同時(shí)滿(mǎn)足要求。國(guó)產(chǎn)精沖金屬板材料的性能(化學(xué)成份及力學(xué)性能)和公差等都比進(jìn)口材料差。另外，由于生產(chǎn)批量要求的材料采購(gòu)量達(dá)不到鋼廠要求的“最小批量”因而不得不以高價(jià)購(gòu)買(mǎi)或長(zhǎng)期從國(guó)外進(jìn)口原材料。這些因素導(dǎo)致精沖件成本上升，迫使許多企業(yè)用普通金屬板或簡(jiǎn)易精沖來(lái)替代精沖產(chǎn)品，影響了精沖產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展。此外，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家精沖材料的研究已經(jīng)從普通材料向高強(qiáng)度精沖材料發(fā)展，抗拉強(qiáng)度達(dá)到9OON/mm2高硬度材料的精沖已經(jīng)成為可能。

    3、精沖模具設(shè)計(jì) 

    為了提高生產(chǎn)效率，國(guó)際上連續(xù)精沖模已經(jīng)占主導(dǎo)地位，達(dá)70%以上，生產(chǎn)效率已經(jīng)高達(dá)100件/min，精沖件的質(zhì)量達(dá)到百萬(wàn)零缺陷。國(guó)內(nèi)目前已具備了一定的精沖模具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力。但是，目前國(guó)內(nèi)精沖行業(yè)在復(fù)雜精沖模具，特別是精沖復(fù)合成形模具的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方面仍缺乏經(jīng)驗(yàn)，有些企業(yè)對(duì)某些特定產(chǎn)品具備了一定的技術(shù)積累，但總體上與國(guó)外先進(jìn)水平仍有較大的差距。國(guó)內(nèi)自配率不足80%，其中中低檔模具供過(guò)于求，中高檔模具自配率不足60%。另外，與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)的模具壽命普遍較低，一般為國(guó)外的1/3。原因涉及精沖模具設(shè)計(jì)、精沖材料、精沖模具材料、精沖模具制造精度、精沖機(jī)精度、潤(rùn)滑油以及精沖制造工藝的系統(tǒng)性等。

    4、精沖模具的制造 

    精沖模的制造工藝研究國(guó)際上已經(jīng)積累了大量的專(zhuān)有技術(shù)，特別是百年老廠，技術(shù)積累已經(jīng)達(dá)到了專(zhuān)家級(jí)水平。而國(guó)內(nèi)在精沖模專(zhuān)有技術(shù)方面積累很少，還有很長(zhǎng)的路要走。另外，精沖模模具表面質(zhì)量對(duì)模具的工作性能和使用壽命至關(guān)重要，特別是高檔轎車(chē)驅(qū)動(dòng)及變速系統(tǒng)的復(fù)雜、高精度精沖零件的模具，國(guó)內(nèi)在模具型腔的表面處理技術(shù)方面方經(jīng)開(kāi)始關(guān)注，但這方面的技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家還有明顯的差距。

    5、模具設(shè)計(jì)沖壓分析能力 

    國(guó)外針對(duì)精沖成形過(guò)程的有限元數(shù)值仿真技術(shù)和精沖模具受力分析仿真模擬校核技術(shù)的研究已經(jīng)達(dá)到較高水平，并已應(yīng)用于精沖模具的設(shè)計(jì)校核與設(shè)計(jì)驗(yàn)證、優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)等。國(guó)內(nèi)雖然部分高校和科研院所已在這方面開(kāi)展了基礎(chǔ)研究工作，但在這些技術(shù)的應(yīng)用研究方面，也存在一定的差距。

   6、基礎(chǔ)研究隊(duì)伍方面 

    自精沖技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，精沖始終以其獨(dú)特的塑性成形方式吸引著學(xué)者的目光。目前部分高校和科研院所保持較全面、深入的精沖工藝與模具技術(shù)研究工作，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有不小的差距。在國(guó)際上，瑞士FEINTOOL公司倡導(dǎo)的精沖研究大學(xué)聯(lián)盟聯(lián)合了5家科研機(jī)構(gòu)，即瑞士聯(lián)邦蘇黎士理工學(xué)院虛擬制造技術(shù)研究所(ETHZurich)、德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)機(jī)床研究所(RWTHAachen)、德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)金屬成形與鑄造研究所(TUMunich)、美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)(OSU)及中國(guó)上海交通大學(xué)，是目前國(guó)際上比較活躍的精沖技術(shù)學(xué)術(shù)研究團(tuán)隊(duì)。

    7、模具標(biāo)準(zhǔn)化方面 

    國(guó)際上常見(jiàn)的精沖模具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是德國(guó)工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)VDI3345(Feinschneiden)。國(guó)外精沖龍頭企業(yè)，如瑞士法因圖爾(FEINTOOL)公司(VDI3345主要制定單位)在VDI3345基礎(chǔ)上形成了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并部分公開(kāi)。目前我國(guó)主要精沖企業(yè)恨據(jù)VDI3345和瑞士法因圖爾公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定相關(guān)標(biāo)誰(shuí)。為提升我國(guó)精沖模具行業(yè)的整體能力，促進(jìn)行業(yè)規(guī)范發(fā)展，在綜合國(guó)際通行精沖模具標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)精沖模具行業(yè)發(fā)展實(shí)際的情況下，制定我國(guó)精沖模具國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要。

    8、精沖設(shè)備方面 

    國(guó)外精沖設(shè)備與精沖技術(shù)同步發(fā)展了幾百年，特別是瑞士Finetoo1公司，一直處在精沖行業(yè)前沿，其精沖設(shè)備、技術(shù)及附屬工藝配件和精沖油等水平居世界領(lǐng)先。近年來(lái)，日本精沖設(shè)備也己經(jīng)逐步興起，占據(jù)了很大一部分精沖設(shè)備的中端市場(chǎng)，而我國(guó)在這方面幾乎還是空白。

    我國(guó)未來(lái)精沖模具的發(fā)展目標(biāo)是面向國(guó)內(nèi)精沖零件市場(chǎng)的需求，從連續(xù)精沖模設(shè)計(jì)制造入手，提升精沖模具行業(yè)規(guī)模，持續(xù)擴(kuò)大制造能力，在提高復(fù)雜精沖模具自主開(kāi)發(fā)能力、數(shù)字化精沖模具研究水平、精沖模具材料開(kāi)發(fā)與合理應(yīng)用以及精沖模具表面處理技術(shù)等方面取得明顯進(jìn)步，努力提高企業(yè)的精沖模技術(shù)水平，縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，使國(guó)內(nèi)精沖零件獲得較廣泛的應(yīng)用。

    未來(lái)產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)及重大課題 

    1、復(fù)雜零件連接精沖模設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)研究 

    復(fù)雜零件連續(xù)精沖模是精沖技術(shù)的前沿基礎(chǔ)技術(shù)，以此為龍頭展開(kāi)研究，期望帶動(dòng)我國(guó)整個(gè)精沖技術(shù)的大幅提升。以同步器齒環(huán)、離合器片以及縱向復(fù)合連續(xù)精沖工藝及模具等復(fù)雜零件連續(xù)精沖模為突破口，研究精沖模具設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)精沖模具技術(shù)的快速提升，盡快縮短與先進(jìn)國(guó)家的差距。

    2、精沖模具壽命提升及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究 

    模具壽命是模具材料、工藝以及配套產(chǎn)品水平的綜合反映，以精沖模具壽命為龍頭展開(kāi)技術(shù)攻關(guān)，既可以解決目前國(guó)內(nèi)急需的精沖模壽命太低的問(wèn)題，還可以帶動(dòng)模具材料、精沖工藝以及配套工裝和其他輔助產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展。

    3、精沖—精鍛復(fù)合工藝技術(shù)研究與開(kāi)發(fā) 

    精沖、精鍛是并行發(fā)展的兩項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，精沖件太厚及需要精鍛，精鍛件太薄就必須精沖，兩者相互關(guān)聯(lián)，關(guān)系密切。開(kāi)發(fā)精鍛-精沖復(fù)合工藝的基本思路是找到這兩項(xiàng)工藝的結(jié)合點(diǎn)(如帶輪轂的齒輪零件和帶短軸的凸輪零件)，而我國(guó)的精鍛有長(zhǎng)久的歷史，水平己經(jīng)很高，而以此來(lái)提升我國(guó)精沖技術(shù)的整體水平是一條很好的途徑。

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