精冲件生产条件简析

文/赵彦启 郝高明・北京机电研究所

精冲件生产条件简析

文/赵彦启 郝高明・北京机电研究所

赵彦启，精冲技术中心主任，全国锻压标准化技术委员会委员、研究员、硕士生导师。专业方向：精冲工艺、模具及设备。研究成果：主持及参加过多项科技重大专项等国家级科研课题，担任副主编出版著作1部；起草行业标准2项；授权发明专利1项，授权实用新型专利3项；荣获北京市科技进步三等奖1项。

随着精冲技术在中国的普及，吸引众多企业对精冲件市场进行调研，希望从事精冲件生产。那么，生产精冲件究竟需要具备哪些条件？存在什么样的门槛？本文中，笔者将在精冲行业多年的认知与实践经验跟大家一起分享。

精冲件生产条件

⑴拥有一支专业技术队伍。精冲件生产技术虽然属于冲压技术范畴，但在细节方面与普通冲压技术区别较大，从事精冲生产需要有一支专门的技术队伍。精冲涉及到的专业技术主要包括：材料、精冲工艺、精冲模具设计、精冲模具制造、调试与维修、精冲设备维修、精冲件测量检验等。

⑵具备与产能规划相适宜的场地。场地包括生产车间用地与办公场所，生产车间至少应包括库房、精冲加工车间、后续工序加工车间、模具制造与维修车间、测量检验室等。一个年产2000万个精冲件的工厂，生产车间总面积一般需要3000～4000m2，以此类推。办公室面积则根据办公人员数量设置。

⑶具有专用精冲设备及相关辅助生产设备。生产精冲件必须使用专用的精冲设备，即精冲压力机。一台全自动精冲压力机由主机及辅助装置两部分组成，主机提供3个独立可调的冲压力，具有较高的机身刚度和精确的滑块导向，精密的封闭高度调节机构，识别异物的模具保护机构，主要完成冲裁工作；辅助装置包括开卷、校平、送料、涂油、废料剪刀等机构，主要完成原材料的开卷、校平、送料、工艺润滑及废料处理工作。精冲压力机滑块的行程一般在30～60次/min之间，设备吨位越大行程次数就越少。

生产精冲零件除了具有专用的精冲压力机外，通常还需要配备各种辅助设备，如剪板机、冲床、台钻、砂带机、光饰机、清洗烘干机等生产辅助设备，以及三坐标测量仪、精密影像测量仪、投影仪、表面粗糙度测量仪、金相分析仪、硬度仪等各类检测设备、仪器等。

⑷具有精冲模具制造与维修设备。精冲模具制造与维修设备除常规车、铣、刨、镗、钻、磨床外，1台慢走丝线切割机床是必不可少的，齿圈压板加工还常常需用电火花加工机床。精冲模具对模块的热处理要求较高，一般还需要1台真空热处理炉。

⑸具有可靠、稳定的供方。精冲件往往是顾客的关键用途零件，对原材料、热处理、表面处理的要求非常严格。原材料需要外购，精冲件也大多需要热处理和表面处理，如果企业不具备热处理和表面处理条件，就需要外协。为了保证外购、外协质量，需要选择可靠的供方。由于供方要经过顾客考核、批准并备案，所以供方要相对稳定。

精冲件生产门槛

⑴技术，主要体现在精冲模具的设计和使用过程中的维护方面。在国内，行业对于“精冲”与“精密冲压”概念的理解比较模糊，实际上 “精冲”，是专指使用强力压边模具结构进行的冲压，其他如对向凹模、往复冲裁、无齿圈优化间隙冲裁等模具结构也偶有使用，精冲的最大特点是：

1)变形机理是塑性断裂。

2)模具的间隙很小，只有冲裁料厚的0.5%～1.0%。冲头、凸模、凸凹模和凹模的刃口具有圆角过渡，材料压板和反推板的作用不单纯是卸料和顶件，还将对材料施加很大的力，配合小间隙和圆角刃口实现塑性剪切。

3)需要使用能同时提供冲裁力、压边力和反压力的3动力设备，且压边力和反压力要足够大。

4)冲压件的剪切面光洁，粗糙度可达到Ra为0.8甚至更低，剪切面的垂直度和零件的平面度都很好，零件毛刺偏大。

因此，“精冲”与“普通冲压”具有本质区别，而“精密冲压”的变形机理与 “普通冲压”相同，使用设备类型也与“普通冲压”相同，模具结构与“普通冲压”相近，只是模具的加工精度比普通冲压模高，冲压件的尺寸精度也比普通冲压件高。

精冲模具是实现精冲的关键装置，是精冲技术的体现，必须由专业人员设计。精冲模具设计工作一旦完成，那么精冲工艺方案就已确定，相关的排样方式以及材料利用率也随之确定，模具结构形式以及冲裁间隙等关键工艺参数也已确定，模具各元件的强度与刚度大小基本确定，使用的精冲设备以及模具与设备之间的接口方式也相应确定。精冲模具中包含了如此多的内容，所以说是精冲技术的体现。

精冲模具与普冲模具相比，无论是刃磨寿命还是总寿命都相对较低。模具寿命与冲件本身的材质和结构工艺性关系很大，一般刃磨寿命在1～3万冲次之间，总寿命在10～50万次之间，某些厚度较小、材料强度低、结构简单的零件，模具寿命可在50万次以上。由于精冲模具刃口受力很大，从而产生崩刃的几率也相当高。总之，精冲模具的维修非常频繁，而且对拆卸、维修的技术要求很高，其水平通常要超过模具的设计，因此，需要有专门的维修技术人员。

⑵资金。资金包括初期投入与生产占用2部分，相对于普通冲压及一般机械加工，投资较大。初期投入除厂房、水电等基础设施外，精冲机及各类设备是主要方面。精冲设备可选择国产，也可选择进口，二者价格有较大差别。国产设备经过十余年的改进完善，性能已经很好。资金占用是指从精冲产品试制到批量供货、货款的回收，一般要经历超过1年的周期，这期间购买的原材料、开发的模具、投入的人力资源等资金投入，都必须通过后续批量销售回笼，周期相对较长。

⑶市场。精冲件的应用领域集中在汽车、摩托车、办公机械、纺织机械、家用电器，高低压开关、兵器和航空器等制造部门。汽车行业，尤其是中、小型乘用车是使用精冲件最多最集中的行业，其用量约占全部精冲件的70%以上。汽车上使用精冲件的部件总成，主要包括发动机、刹车系统、传动系统、变速箱、底盘、座椅、门锁等。摩托车虽然产量很大，但其精冲件的用量有逐渐减少的趋势，尤其在中国，受成本制约，大量采用普冲件。其他领域的应用，在批量和规模上都不是很大，不足以支撑一个专业精冲企业的生存与发展。因此，精冲件市场开拓方向应主要集中在汽车行业。

近年来，随着我国汽车行业快速发展，精冲件用量增加，进入精冲生产行业的企业也越来越多，采用普冲和修边的传统冲压方式仍在流行，市场竞争日益加剧，市场开拓难度加大。与汽车零件配套，通常要从新车型的研发就开始介入。顾客对于所有供方的资质认证都非常苛刻，从技术实力、设备能力到质量保证体系，都要进行严格的审核。（论文资助：高档数控机床与基础制造装备国家科技重大专项2011ZX04016-051）。