精沖技術(shù)自20世紀(jì)20年代在歐洲發(fā)明以來，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)完成一次沖壓過程，通過在專用精沖模具的加工，就會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、汽車和航空等領(lǐng)域。據(jù)國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會負(fù)責(zé)人羅百輝介紹，目前全世界已有40個國家采用精沖技術(shù)，共有精沖機(jī)約4500臺，生產(chǎn)零件約10000種。如一輛汽車(轎車)上包括變速箱撥叉、座椅及安全帶調(diào)角器、行星齒輪、剎車蹄片和鋼背等就有近100種精沖零件。

　　我國精沖模具技術(shù)在“十一五”期間取得了長足的進(jìn)步，并在精沖工藝、材料、精沖壓力機(jī)、模架、模具和潤滑等方面取得了一系列的科研成果。截至2008年末，我國有近20個省市擁有專業(yè)精沖生產(chǎn)設(shè)備，共有精沖壓力機(jī)80多臺(不含液壓模架)，精沖從業(yè)人員超過5000人，生產(chǎn)精沖件約2000種，并已形成了若干個自主精沖模具開發(fā)示范基地。金屬材料從有色金屬沖裁擴(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始用于生產(chǎn)精沖零件。另外，自主開發(fā)的級進(jìn)復(fù)合精沖模、傳遞模和模塊化模具在國內(nèi)精沖模具中的比例顯著提高，特別是面向汽車傳動系統(tǒng)的復(fù)雜零件的級進(jìn)復(fù)合精沖模，基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。針對精沖成形過程的有限元數(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)與知識庫技術(shù)等的研究、開發(fā)與應(yīng)用，提升和充實(shí)了我國精沖模具的技術(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。雖然在精沖模具開發(fā)方面具備了一定的開發(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)的國家“高檔數(shù)控機(jī)床及基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)——“大型快速高效數(shù)控全自動沖壓生產(chǎn)線”，通過中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織的專家鑒定，主要技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

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

　　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)東岳汽車公司42000KN全自動柔性快速沖壓生產(chǎn)線實(shí)施，首次采用同步控制連續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)模式，整線換模時(shí)間僅為3分鐘，整機(jī)主要性能指標(biāo)優(yōu)于國外企業(yè)同類產(chǎn)品，是目前世界最高水平的高速自動化沖壓生產(chǎn)線，也是目前國內(nèi)汽車行業(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，已入選國家重大專項(xiàng)十大標(biāo)志性工程。

　　我國快速高效自動沖壓技術(shù)達(dá)到國際先進(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、工藝與測量裝備等與國際先進(jìn)水平仍存在一定差距。

　　1、精沖模具壽命

　　目前國內(nèi)外精密沖裁模具的主要差距是壽命低。先進(jìn)國家精沖模具的一次刃磨壽命一般鋼板材料都在4萬次以上，模具總壽命幾十萬次以上。國內(nèi)則只有國外的50%。影響模具壽命的突出問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)仍采用國產(chǎn)模具鋼。而國產(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%。對于模具材料來說，目前模具材料在沖切方面基本可以達(dá)到精沖要求，但對擠壓成形，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量達(dá)不到鋼廠要求的“最小批量”因而不得不以高價(jià)購買或長期從國外進(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)用普通金屬板或簡易精沖來替代精沖產(chǎn)品，影響了精沖產(chǎn)品的市場發(fā)展。此外，國外先進(jìn)國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)到百萬零缺陷。國內(nèi)目前已具備了一定的精沖模具設(shè)計(jì)開發(fā)能力。但是，目前國內(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)開發(fā)方面仍缺乏經(jīng)驗(yàn)，有些企業(yè)對某些特定產(chǎn)品具備了一定的技術(shù)積累，但總體上與國外先進(jìn)水平仍有較大的差距。國內(nèi)自配率不足80%，其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60%。另外，與國外相比，國內(nèi)的模具壽命普遍較低，一般為國外的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際上已經(jīng)積累了大量的專有技術(shù)，特別是百年老廠，技術(shù)積累已經(jīng)達(dá)到了專家級水平。而國內(nèi)在精沖模專有技術(shù)方面積累很少，還有很長的路要走。另外，精沖模模具表面質(zhì)量對模具的工作性能和使用壽命至關(guān)重要，特別是高檔轎車驅(qū)動及變速系統(tǒng)的復(fù)雜、高精度精沖零件的模具，國內(nèi)在模具型腔的表面處理技術(shù)方面方經(jīng)開始關(guān)注，但這方面的技術(shù)與國外先進(jìn)國家還有明顯的差距。

　　5、模具設(shè)計(jì)沖壓分析能力

　　國外針對精沖成形過程的有限元數(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。國內(nèi)雖然部分高校和科研院所已在這方面開展了基礎(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)問世以來，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，但與國際先進(jìn)水平相比仍有不小的差距。在國際上，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)、德國亞琛工業(yè)大學(xué)機(jī)床研究所(RWTHAachen)、德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)金屬成形與鑄造研究所(TUMunich)、美國俄亥俄州立大學(xué)(OSU)及中國上海交通大學(xué)，是目前國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

　　國際上常見的精沖模具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是德國工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)VDI3345(Feinschneiden)。國外精沖龍頭企業(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。目前我國主要精沖企業(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。為提升我國精沖模具行業(yè)的整體能力，促進(jìn)行業(yè)規(guī)范發(fā)展，在綜合國際通行精沖模具標(biāo)準(zhǔn)和我國精沖模具行業(yè)發(fā)展實(shí)際的情況下，制定我國精沖模具國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要。

　　8、精沖設(shè)備方面

　　國外精沖設(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，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，而我國在這方面幾乎還是空白。

　　我國未來精沖模具的發(fā)展目標(biāo)是面向國內(nèi)精沖零件市場的需求，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)雜精沖模具自主開發(fā)能力、數(shù)字化精沖模具研究水平、精沖模具材料開發(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，縮小與國際先進(jìn)水平的差距，使國內(nèi)精沖零件獲得較廣泛的應(yīng)用。

　　未來產(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)，以此為龍頭展開研究，期望帶動我國整個精沖技術(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)我國精沖模具技術(shù)的快速提升，盡快縮短與先進(jìn)國家的差距。

　　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技術(shù)攻關(guān)，既可以解決目前國內(nèi)急需的精沖模壽命太低的問題，還可以帶動模具材料、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)，而我國的精鍛有長久的歷史，水平己經(jīng)很高，而以此來提升我國精沖技術(shù)的整體水平是一條很好的途徑。