精沖和旋壓

        本系列文章將簡要介紹國內(nèi)外的一些有特色的技術(shù)和工藝，有些已經(jīng)出現(xiàn)多年，但是沒有廣泛應(yīng)用，還不為業(yè)內(nèi)普通讀者廣泛知道。希望本文提供一個索引，供有興趣的零部件、設(shè)備和主機(jī)廠及相關(guān)研究人員進(jìn)一步了解，能夠豐富工藝選擇。

精沖-Fineblanking

        精沖是一種技術(shù)含量高的沖壓技術(shù)，用來生產(chǎn)尺寸較小、負(fù)荷較大、精度高的沖壓件，是在普沖技術(shù)上發(fā)展起來的一種精密沖裁方法。

        精沖工藝包含了3種力：沖裁力FG、齒圈力FR、反壓力FS，使得精沖技術(shù)區(qū)別于其它普通的沖壓或者沖裁工藝。精沖加工的工件具備垂直度好、具備無撕裂的光亮切斷面的眾多優(yōu)點。工件因為在精沖過程中在模具中的壓邊圈夾持，間隙非常小，零件特別平整，通常情況下零部件切斷邊緣無需后序加工，翹曲小且互換性好。

        精沖和冷成形的彎曲、拉深、翻邊、鐓擠、壓沉孔、半沖孔和擠壓等加工手段結(jié)合后，逐漸替代原來由普沖、鍛造、機(jī)加工、鑄造和粉末冶金的很多復(fù)雜零部件，沖完即可組裝多功能的部件，無需后續(xù)加工，生產(chǎn)效率和成本優(yōu)勢非常明顯。

        早在1923年，就由德國人Fritz Schiess發(fā)明并獲得專利，并于1924年在瑞士開辦世界第一個精沖廠，之后這項技術(shù)一直處于保密狀態(tài)，為鐘表、縫紉機(jī)、打字機(jī)等提供零部件。直到1950年代，精沖技術(shù)才開始公開普及，到1980年代之前開始應(yīng)用于儀器儀表、照相機(jī)、家電和小五金，之后一直打到現(xiàn)在，精沖技術(shù)又廣泛應(yīng)用于汽車和摩托車行業(yè)和3C電子行業(yè)。

精沖技術(shù)適合生產(chǎn)哪些零部件？

        精沖廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)的安全部件，保證在惡劣危險的情況下也能穩(wěn)定工作，不出差錯。汽車精沖零件生產(chǎn)以強(qiáng)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(zhì)量都遠(yuǎn)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(fā)動機(jī)的鏈輪鏈條、剎車組件、減震零件和凸輪軸的調(diào)節(jié)裝置部件；座椅調(diào)高器、座椅調(diào)角器、座椅滑軌零件；安全帶收緊器、安全氣囊的鎖件；發(fā)動機(jī)中的柴油發(fā)動機(jī)噴油嘴夾頭、多楔帶輪、空調(diào)壓縮機(jī)用閥板、 變矩器離合器鋼片和離合器齒轂、行星架和驅(qū)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(jī)械、醫(yī)療、電子、五金、電工工具等行業(yè)和上述零部件類似的部件，也可以用精沖來生產(chǎn)。

精沖行業(yè)有哪些企業(yè)值得關(guān)注？

        精沖并不是一個很大的行業(yè)，設(shè)備、模具、材料、自動化的要求都比較高。設(shè)備知名企業(yè)有瑞士的法因圖爾公司（http://china.feintool.com），自從1999年兼并了主要的競爭對手Heinrich Schmid AG之后，在這個行業(yè)占有絕對的壟斷地位，全世界的精沖企業(yè)都或多或少受益于該公司的技術(shù)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(jī)械式和液壓式的精沖壓力機(jī)、生產(chǎn)線和每年數(shù)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(jī)的制造工作交給后者，一直合作到現(xiàn)在，累積生產(chǎn)了2500多臺精沖機(jī)床，150噸機(jī)械式精沖機(jī)到1550噸液壓精沖機(jī)的全系列、不同噸位的生產(chǎn)線。

        HFAplus增強(qiáng)型系列液壓精沖機(jī)主要適用于復(fù)雜零件的柔性化生產(chǎn)。它的主要特點是擴(kuò)展功能強(qiáng)，可增添不同選項來滿足幾乎所有精沖零件的加工要求。噸位從320噸到1550噸之間，最高節(jié)拍能到85次每分鐘。

        XFTspeed伺服機(jī)械式精沖壓力機(jī)集合了液壓、伺服控制以及機(jī)械驅(qū)動的優(yōu)點，具有極高頻沖次和極低的停機(jī)時間，噸位從150-250噸，最高節(jié)拍能到200次每分鐘。

        X-TRAspeed系列具有針對特殊場合生產(chǎn)要求的柔性及可兼容性，使得該機(jī)型很具有吸引力，伺服驅(qū)動集合了液壓和機(jī)械壓機(jī)的優(yōu)點，噸位在320噸到700噸之間，最高節(jié)拍能到90次每分鐘。

        據(jù)該公司聲稱，精沖技術(shù)的核心，不是壓力機(jī)，而是模具設(shè)計和制造技術(shù)，法因圖爾生產(chǎn)的多工位的級進(jìn)模能使成形和去毛刺在同一個模具內(nèi)完成。MFC《金屬板材成形》的筆者曾經(jīng)拜訪過法因圖爾總部，印象深刻的是懸掛在墻上的一本一本精沖零件標(biāo)本冊，類似蝴蝶標(biāo)本的冊子一樣精美；還有就是無處不在的青年學(xué)徒和職校的學(xué)生，圍著老師傅學(xué)習(xí)各種模具加工技術(shù)，使得模具設(shè)計和制作的經(jīng)驗世代傳承。

        除了法因圖爾之外，日本的森鐵工株式會社（http://www.moriiron.com）是僅次前者的精沖設(shè)備和技術(shù)提供商，和法因圖爾搶占中端市場，在中國也有很多客戶。國內(nèi)有北京機(jī)電所、揚(yáng)州鍛壓機(jī)床有限公司、武漢華夏精沖、湖北黃石華力鍛壓機(jī)床、武漢埃瑞特機(jī)械等公司、寧波帕沃爾精密液壓、上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心、迪諾精密模具以及十幾所高校從事精沖設(shè)備和模具的制造或軟件研發(fā)工作。

        歐美日在精沖鋼的研究和制造技術(shù)較為領(lǐng)先，因此精沖鋼的原材料標(biāo)準(zhǔn)主要集中在歐標(biāo)EN10081-10084，日標(biāo)JIS G4051-4053和美標(biāo)SAE，國標(biāo)GB/T 699和GB/T 3077等。材料供應(yīng)商有一勝百、寶鋼旗下的合資公司常熟寶升精沖材料有限公司等。

        近年，隨著伺服壓力機(jī)的工藝豐富，一些沖壓廠商采用伺服壓力機(jī)能模擬液壓機(jī)工作曲線的特性，配合更加精密的模具技術(shù)，用不是嚴(yán)格意義上的精沖工藝，也得到一些精度比精沖件低，比普沖高的較高精度的零部件。

        據(jù)報道，已經(jīng)開發(fā)的精沖零部件有8000多種。歐洲、美國和日本的精沖行業(yè)非常發(fā)達(dá)，中國正在成為精沖行業(yè)第四個集中區(qū)域，還在不斷裂變成長，據(jù)稱中國的精沖零部件還不能滿足本土汽車行業(yè)的需求。

        關(guān)于精沖的技術(shù)資料，書籍和網(wǎng)上的資料非常豐富，各個高校碩士論文中，精沖方面的文章有100多篇，是一個在金屬加工的學(xué)術(shù)界是比較熱門的技術(shù)。

        中國大約一百家左右的精沖零部件生產(chǎn)企業(yè)，70%分布在湖北、江浙、廣東等省份，龍頭企業(yè)有蘇州東風(fēng)精沖工程有限公司、湖北中航精機(jī)科技股份有限公司、嘉興和新精沖科技有限公司、廣州市華冠精沖零件有限公司、武漢泛洲機(jī)械制造有限公司（原武漢迪克精沖有限公司）、武漢華夏精沖技術(shù)有限公司、廣東駿匯汽車科技股份有限公司、滄州美凱機(jī)電產(chǎn)品有限公司、武漢長江融達(dá)電子有限公司等，積累了大量的模具開發(fā)和精沖件生產(chǎn)制造經(jīng)驗，生產(chǎn)的品種越來越多，質(zhì)量越來越好。

        這些企業(yè)大部分聚集在中國鍛壓協(xié)會的精沖委員會下，每年召開年會和推出培訓(xùn)課程，有興趣了解這個行業(yè)的企業(yè)和個人，可以關(guān)注他們的活動。

旋壓-Metal Spinning

        旋壓是一種綜合了鍛造、擠壓、拉伸、彎曲、環(huán)軋、橫軋和滾擠等工藝特點的少無切削加的先進(jìn)工藝，將金屬筒坯、平板毛坯或預(yù)制坯用尾頂頂緊在旋壓機(jī)芯模上，由主軸帶動芯棒和坯料旋轉(zhuǎn)，同時旋壓輪從毛坯一側(cè)將材料擠壓在旋轉(zhuǎn)的芯模上，使材料產(chǎn)生逐點連續(xù)的塑性變形，從而獲得各種母線形狀的空心旋轉(zhuǎn)體零件。

        旋壓技術(shù)是一項古老的技術(shù)，類似于轉(zhuǎn)動陶輪制作泥胎，分為普通旋壓和強(qiáng)力旋壓成型兩種。不改變坯料厚度，只改變坯料形狀的旋壓叫普通旋壓成形，既改變坯料厚度,又改變坯料形狀的旋壓叫強(qiáng)力旋壓成形。

        現(xiàn)代化的旋壓技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代的軍工行業(yè)，然后擴(kuò)散到民用行業(yè)，應(yīng)用非常廣泛。旋壓可以完成各種復(fù)雜鈑金零件，是一種特殊成形方法，完成拉深、翻邊、縮口、脹形和卷邊等加工。

        和沖壓相比，旋壓是一種效率較低的加工方式，但是模具簡單，通過編程，能夠生產(chǎn)小批量多品種、形狀復(fù)雜，負(fù)荷大的受力金屬零部件，而一旦一些類似于封頭的旋壓件的產(chǎn)量巨大，則往往采用開模拉深沖壓的方式來代替提升效率。

旋壓適合哪些行業(yè)和哪些零部件？

        旋壓的適用范圍很廣，適合汽車、軍工、潛水運動、天然氣、照明、機(jī)械制造、家電、化工、風(fēng)力、航空航天、石油、天然氣、軌道交通、道路建設(shè)、廣告、金屬加工、樂器、廚具、酒店用品等行業(yè)，用來生產(chǎn)如下零部件：

        汽車/摩托車/卡車/客車車輪、輪輻、輪輞鎖面、軌道車輛車輪、天然氣罐、CNG罐、工業(yè)氣體瓶、蓄電池、運輸和存儲工具、滅火器、反光杯、風(fēng)機(jī)部件、烹飪鍋、分離器部件、罐底、封頭、燃料容器、傳動軸、圓柱形管件、精密管、液壓缸、離合器支架、轉(zhuǎn)換器外殼、空心軸、制動活塞、多V型皮帶輪、飛輪起動齒輪、帶密封環(huán)槽的驅(qū)動部件、交通信號燈桿、旗桿、精密鋁合金桿件、道口桿、有凹槽的空心軸等。

            一般來說，高端車用鍛造輪轂，又輕巧，又堅固，但是成本高，低端車用鑄造輪轂，近些年鑄造+旋壓的工藝方式生產(chǎn)的輪轂質(zhì)量介于二者之間，獲得越來越廣泛的應(yīng)用，秦皇島中信戴卡的鋁輪轂和河南長葛市的德威集團(tuán)的鎂輪轂供不應(yīng)求。

旋壓行業(yè)有哪些企業(yè)值得關(guān)注?

        旋壓設(shè)備國內(nèi)外的廠家很多，加工的零件大小尺寸也不一樣，很難一一介紹。就技術(shù)先進(jìn)性而言，德國、日本、西班牙、美國的旋壓設(shè)備處于領(lǐng)先地位，中國本土的旋壓設(shè)備企業(yè)也比較多。MFC介紹幾家代表性企業(yè)，供有興趣的企業(yè)自行按圖索驥。

        最知名的企業(yè)是德國的萊菲爾德LEIFELD公司，在中國有子公司勒菲機(jī)械貿(mào)易公司。該公司的產(chǎn)品線齊全，有SC系列旋壓圓形毛坯，EN系列收口機(jī)、WSC系列鑄造/鍛造旋壓輪轂、ST...RS系列生產(chǎn)卡車輪輻、輪輞鎖面、ST系列強(qiáng)力旋壓高精度空心管件(能旋壓超過10米的工件，管壁厚度減少90%）、FFC系列生產(chǎn)高精度驅(qū)動部件（離合器支架、活塞部件、空心軸、轉(zhuǎn)換器外殼）、PFC系列制造多V型皮帶輪等、KSA系列生產(chǎn)精密封環(huán)槽和制動活塞、AFPM系列整合收口和旋壓技術(shù)生產(chǎn)桿類部件。

        西班牙的DENN公司，是和Leifeld同級別的公司，產(chǎn)品系列全。2012年成立了恩旋壓設(shè)備（揚(yáng)州）有限公司，是西班牙INDUSTRIAS PUIGJIANER S.A與江蘇金鑫電器有限公司出資成立的合資公司，是DENN創(chuàng)立百年以來，首次在西班牙境外設(shè)立的工廠，利用DENN技術(shù)，制造和銷售用于汽車行業(yè)的輪轂旋壓機(jī)，獨家代理DENN品牌的全系列旋壓機(jī)，提供國內(nèi)DENN用戶的售后和技術(shù)服務(wù)。

        其他的還有德國的Abacus Macshinenbau GmbH（http://www.abacus-maschinenbau.de）、WF MAschinenbau und Blechformtechnik GmbH&Co.KG（http://wf-maschinenbau.com），這兩家公司規(guī)模稍小，產(chǎn)品也很有特色。意大利的旋壓設(shè)備也較多，有Girardi公司（http://www.girardimetalspinning.com）和GiOTTO公司（www.giottofratelli.it）。這些公司MFC《金屬板材成形》雜志在歐洲展會接觸過，個別在中國找過代理，但是沒有做出影響力，中文世界幾乎查不到他們的消息，MFC分享過來供業(yè)內(nèi)人士進(jìn)一步了解。

        MJC工程技術(shù)股份有限公司（中國代理http://www.mjcagt.com）是美國大型旋壓設(shè)備研發(fā)制造公司，生產(chǎn)的數(shù)百臺數(shù)控金屬旋壓成型機(jī)器設(shè)備被廣泛地應(yīng)用在航空航天和汽車等行業(yè)。該公司生產(chǎn)鋁輪轂?zāi)脲憴C(jī)、WSV鋁輪轂旋壓機(jī) 、WS鋼輪輻旋壓機(jī)、鋼輪轂全自動生產(chǎn)線、OSC鋼瓶收口機(jī)、SPT內(nèi)膽旋壓機(jī)、FF強(qiáng)力旋壓機(jī)、SP碟形桶形旋壓機(jī)、PV立式金屬成形旋壓機(jī)、SpinCAD編程軟件、機(jī)器人上下料系統(tǒng)。據(jù)稱該公司的某些軍工級設(shè)備一直限制出口中國，直到幾年前才逐漸解禁。

        日本有大東旋壓株式會社（www.daitohsp.co.jp）也是一家品類齊全的專業(yè)旋壓設(shè)備生產(chǎn)商。此外還有NIHON SPINDLE 公司生產(chǎn)管材、輪轂、剪旋壓機(jī)等、（www.spindle.co.jp/ch/）、OPTON公司（www.opton.co.jp）生產(chǎn)管類旋壓機(jī)，生產(chǎn)規(guī)模較小。

        國產(chǎn)的旋壓設(shè)備進(jìn)步很快，民用數(shù)控的旋壓機(jī)正在廣泛被接受。國產(chǎn)的旋壓設(shè)備商知名的有中國航空制造技術(shù)研究院（生產(chǎn)大型軍工航天用的旋壓機(jī)）、廣東博賽數(shù)控機(jī)床有限公司、揚(yáng)州中博旋壓技術(shù)研究所有限公司、中山柏睿數(shù)控設(shè)備有限公司、佛山市巨力數(shù)控機(jī)械科技有限公司、臺州博翔旋壓機(jī)床有限公司、無錫市東陽旋壓設(shè)備有限公司（原無錫市前洲東陽設(shè)備廠）專業(yè)制造封頭旋壓機(jī)組：壓鼓機(jī)、扳（翻）邊機(jī)、切邊機(jī)。型式有德式T字型和意大利式一字型。