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80多年的歷程,是為厚板制造領(lǐng)域 *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)效益佳的辦法。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)不完全統(tǒng) 計(jì),目前全 已有40個(gè) 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18mm;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)方向仍缺乏經(jīng) 驗(yàn),進(jìn)口模具依然占有較大比重。
總的來(lái)說(shuō),我國(guó)精沖技術(shù)和模具水平與 (如瑞士)相比尚有一定差距,例如精沖技術(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)量裝備等相差更大,是需要大力促進(jìn)和發(fā)展的模具技術(shù)。 與國(guó)際 水平的主要差距
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。 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)致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“ *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 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900N/m┫。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 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 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 轎車(chē)驅(qū) 動(dòng)及變速系統(tǒng)的