精冲技术工艺标准的制定与应用

文/杜贵江，赵彦启，彭群，高军・北京机电研究所

精冲技术工艺标准的制定与应用

文/杜贵江，赵彦启，彭群，高军・北京机电研究所

杜贵江，研究员。专业方向：精冲工艺、精冲设备及精冲模具等。研究成果：参与申请国家发明及实用新型专利6项、参与编制行业或国家标准4项、公开发表论文二十余篇、参与编写专著《冲模技术》及《冲压丛书》等内容。

精密冲裁（简称精冲）是一种先进塑性成形技术，作为冲压工艺分支技术经过了几十年的发展，已经从仪器仪表、办公机械、轻工机械等部门扩展到冰箱，家电、汽车、农机、拖拉机、运输机械、起重机械、纺织机械、军械、飞机和航空器械等制造部门，精冲工艺已经成为汽车等机械制造业节能节材、降低成本、提高性能的重要技术措施之一。

精冲技术是20世纪70年代中期才逐渐在工业发达国家被广泛应用，因此精冲工艺相对于其他冲压工艺来说还比较年轻。目前，国际上仅有的工艺标准是德国工程师协会（VDI）1980年编制的VDI3345及1994年修改的VDI2906，准则由瑞士Feintool公司起草。国内精冲技术经过了数十年的发展，目前形成了《精密冲裁件工艺编制原则》、《精密冲裁件通用技术条件》、《精密冲裁件质量》以及《精密冲裁件结构工艺性》等4个机械行业工艺标准。上述4个精冲工艺标准跟其他冲压技术工艺标准相比虽然还不完善，但对精冲技术的发展及精冲零件生产的产业化还是起到了极大促进作用。

制定精冲工艺标准的技术储备

精密冲裁件的4个工艺标准由全国锻压标准化技术委员会（SAC/TC 74简称“锻标委”）提出并归口。在锻标委的组织下，北京机电研究所及上海交通大学等共同组建了相关工艺标准起草工作组，承担了相关工艺标准的起草工作。

北京机电研究所于20世纪80年代，在国内率先开展了精冲领域的各项基础工艺研究，在精冲工艺、变形机理、模具设计和制造、润滑剂、力能参数以及精冲压力机开发等方面都进行了探索。特别是近年来，在精冲件产业化生产和精冲工艺方面积累了大量的经验。经过了几十年的研究和发展，目前已形成了具有一定生产规模的精冲件生产基地，精冲产品已经大批量用于一汽大众、东风雪铁龙、上海大众等国内外著名厂家生产的汽车。此外，北京机电研究所开发的精冲产品也应用于冰箱、低压开关以及家用电器等众多领域，2006年起精冲产品实现直接出口欧洲。

精冲工艺标准起草单位在精冲工艺的研究上引入了质量管理体系理念，长期的生产基地研究使得其在精冲件原材料的扩展、搭边排样的确定以及工艺力的优化上都具有完备的技术储备。为了完成标准的顺利起草实施，项目完成单位还投入了大量的人力、物力、资金等软硬件资源进行技术支持。确定了标准的节约、环保理念后，项目起草单位更是进行了大量试验、计算、分析并最终形成最佳成果性数据。为了跟踪项目的实施效果，北京机电研究所在标准起草成形后又投入大量的精力与国内各大型专业精冲件生产厂家进行了沟通论证，最终形成系列标准草案。

精冲工艺标准的制定与应用

精冲技术工艺标准在起草过程中借鉴吸收了德国VDI相关精冲工艺规范，但并不是国外标准的简单等同转化。国内标准在制定过程中充分考虑国情、力求符合我国精冲技术自身的发展规律，并完全顺应当前社会提出的节约、环保等理念，这使得我国的精冲工艺标准更加适用。

精冲是保证被冲材料在三向压应力状态下进行塑性流动的一种冲压方式，这与普通冲裁相比截然不同，普通冲裁只需要1个或2个力即可，而精冲工艺至少要求3个力（冲裁力、压边力和反压力）。精冲工艺标准在起草过程中对各个力学参数通过优化给出更加准确的计算方法，这为总压力的确定以及设备的选择提供了更加权威的技术支撑。此外，标准中准确定义了精冲的各项工艺参数，这为精冲工艺的普及建立了更加有力的平台。

精冲工艺具有优质、高效、低耗的特点，其本身就是一个节约、环保、低碳的产业。标准在起草过程中充分考虑人员、冲压原材料以及设备工艺力的节约，从纤维方向、精冲件质量、搭边、排样等参数上协调统一力求优化。同时，标准的起草过程中也考虑了精冲件的后续处理，比如去毛刺、防变形以及变薄、弯曲等工序。此外，标准的起草在保证质量的前提下力求有序、规范生产，这在一定程度上促进了我国精冲件市场的繁荣与稳定。利用标准作为工艺文件进行生产，可大大提高生产效率并提高产能，完全符合当前社会提出的节约、低碳、环保等要求。

近年来国内外精冲技术迅猛发展，但与之相适应的精冲工艺规范却非常少见，已经实施的4个工艺标准不仅为精密冲裁件提供了工艺设计和产品验收的依据，而且为节约材料、降低能耗提供了有力的标准技术保证。同时，相关标准的实施有利于精密冲裁技术的推广、应用和技术进步，能够满足机械行业发展的需要。

结束语

精冲工艺标准的实施，对衡量精密冲裁件质量以及规范国内精冲设计，扩大精冲技术使用范围均有重大意义。从各个精冲件生产企业的反馈情况可以看出，精冲工艺标准的实施不仅大大促进了整个精冲行业技术水平的提高，也为精冲件产业化基地的发展指引了前进方向。如果此类工艺标准能更完善并被更广泛的应用，其对挖掘精冲技术潜能、平衡精冲产业结构有着不可估量的作用。