高速精密冲压技术现状及模具发展趋势
发布时间：2016-10-16 11:35
高速精密冲压技术是现代冲压生产的先进制造技术，它将高速压力机技术、高精度冲模技术、高品质制品材料技术、智能控制技术等高新技术融合为一体。当前，现代先进制造技术是世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济高度发展的今天，它更是占有十分重要的地位。
高速精密冲压技术主要基于使用板料加工制品，由高速压力机设备、精密级进模具、优质卷料三个基本要素构成，并在开卷装置、校平装置、送料装置、材料润滑装置、出件装置、理件装置、收料装置等自动化周边设备的协调连接下，按冲压工艺流程组合成一种冲压自动化生产线。冲压自动化不仅可以大幅度地提高劳动生产率、改善劳动条件、降低成本，而且可以有效地保证冲压生产中的人身安全，从根本上改变冲压的生产面貌。因此被广泛应用于电子、通信、汽车、机械、军工、轻工、电机电器、仪器仪表、医疗器械、自动化装备和家电产品制造领域。在轨道交通、航空航天、新能源等产品制造领域的应用也越来越广泛。
一、高速精密冲压技术发展现状
1、高速压力机技术的应用
随着电子通信、电机电器、汽车和家电等产品技术的迅速发展，对精密冲压件的需求量越来越大，技术要求也越来越高，应用面也越来越广泛，因此普通压力机已经不能满足生产和技术的要求。随之，采用高速精密压力机进行高速度、自动化及连续冲压成为提高冲压生产率的有效途径。由于高速精密压力机的滑块行程每分钟的次数比吨位相似的普通压力机高5倍以上，不但冲压产品精度高，表面质量好，而且模具使用寿命长。
近几年，随着冲压技术不断向高速化、精密化和智能化的方向发展，进一步推进了高速压力机的发展势头，涌现出许多的高速精密压力机和超高速精密压力机，如德国拉斯特公司、美国明斯特公司、瑞士布鲁德尔公司、德国舒勒公司、日本能率和由产品公司等研制的小吨位高速精密压力机，其滑块行程次数分别可达2000次/min、3000次/min和4000次/min。在负荷状态下，可达到标准中的特级精度要求，标志着高速精密压力机技术已发展到了超高速、超精密的技术阶段。国外，有些公司对小吨位高速精密压力机按滑块行程次数分为以下四个速度等级：常速≤250次/min，次高速﹥250～400次/min，高速﹥400～1000次/min和超高速≥1000次/min。由于冲压速度随着压力机吨位、滑块行程长度与次数、制品工艺结构和材料工艺性能、自动送料速度及精度等诸多要素的不同而改变，很难用简单的数字作为划分各个等级的界限。因此，目前国际上对高速精密压力机速变范围尚未作出明确的定义，通常将冲压速度比普通压力机高5～10倍的压力机统称为高速精密压力机。从国内多数企业的高速精密压力机的应用情况来看，冲次速度按滑块最低行程数和最高行程数的平均值，或大于平均值10～20%的冲速是较为合理的。因为高速精密压力机滑块最高行程数，一般是指无负荷冲程数。当行程次数高达一定数值时，压力机在运行中的不平衡现象就明显增加，滑块下死点动态性变化程度较大，必须解决卷料质量、送料速度、模具性能与寿命、设备强度和精度、故障的自动监控与稳定性、振动与噪声以及润滑和冷却系统等一系列技术问题，所以高速精密压力机应用中的冲次速度的合理性相当关键。
2、高速精密冲压件的类型与技术特点
高速精密冲压件按行业、用途和工艺特点可分为：电子零件类，主要包含连接器、接插件、电刷件、端子、弹性件等；IC集成电路引线框架类，主要包含分立器件引线框架、集成电路引线框架；电机铁芯类，主要包含单相串联电机铁芯、单相家用电机铁芯、单相罩板电机铁芯、永磁直流电机铁芯、工业电机铁芯、塑封定子铁芯等。电器铁芯类，主要包含E字形变压器铁芯、EI形变压器铁芯、工字形变压器铁芯等；换热器翅片类，主要包含工业换热器翅片、家用换热器翅片、汽车换热器翅片等；汽车零件类，主要包含汽车结构件、汽车功能件；家电零件类，主要包含大家电零件如彩管电子枪零件，小家电零件如各类结构件和功能件等；其他类零件，主要包含仪器仪表零件、IT类零件、声学类摄像类零件、现代办公用品类零件、五金件等。
高速精密冲压件的技术特点：品种多、材料多样性、薄板卷料、自动化生产批量极大、精度高、形状复杂、技术含量和附加值高。
3、高速精密冲压生产技术的案例
(1）集成电器引线框架冲压生产技术。引线框架是分立器件和集成电器的载体。其主要特点是种类多、批量大、精度高、形状细小、材料极薄、表面需要局部电镀、外观要求严格。近几年，随着科技的发展，国内的高速精密冲压引线框架生产技术较以前有了很大提升。例如，SSOP—24集成电路引线框架冲压生产技术概况：产品材料C194铜合金，厚度为0.152mm的卷料，有卷料架、送料装置、导料机构、高速精密压力机、高精度级进模、卷式收料装置等组成自动化生产线，冲压工序包含打字、压点、冲孔、冲内引线（A、B、C、D）、冲一字形孔、冲外引线（A、B、C）、裁片分离、精压内引线、校模套、校外引线、校步距、内引线校平、精整等32工位的连续冲压，一次冲出4排，每排在11mm×9mm的尺寸面上冲出24条内、外引线脚，且要满足内引线最小间距0.17mm以及其他技术要求。该产品在80t高速精密压力机上生产，冲次速度在450次/min以上,总体水平已接近国际同类产品的先进水平。
(2)电机铁芯冲压生产技术。铁芯是电机产品的重要部件，在电机生产的全部环节中，铁芯冲压生产技术是关键。目前，国内在高速精密冲压铁芯自动叠铆技术的国产化方面取得了很大的进步。以压速机电机铁芯三列带扭槽铆冲压生产技术概况为例，产品材料为50W470硅钢片，厚度为0.5mm的带料，经开卷装置、S型校平装置、送料装置、材料润滑装置、高速精密压力机、大型精密级进模等一体化的高速运行，自动冲压导正钉孔、转子片叠铆工艺孔、转子片记号孔、转子片计量孔、转子片槽形孔、转子片台阶孔、转子片叠铆点、转子片轴孔、转子片落料叠铆带扭槽、定子片缺口、定子片记号孔、定子片计量孔、定子片槽形孔、定子片叠铆点、定子片内孔、定子片落料叠铆等多工位与多工序的交叉连续冲压，一次完成三套定转子铁芯。铁芯叠铆厚度105mm，定子铁芯外经110.52mm，内径由20个槽孔形成F56.05mm，转子铁芯外径55.1mm，26个槽形孔带扭槽。
该产品在300t高速精密压力机上生产，冲次速度达280～320次/min,总体水平与国际先进水平相比豪不逊色。
(3)换热器翅片冲压生产技术。换热器翅片是空调产品的主要部件。近年来，国内在高速冲压换热器翅片的生产技术方面有了明显提高。例如，家用空调F5.2 mm×72列×2步进翅片的高速精密冲压生产技术的概况:产品材料铝箔1000—8H22,厚度为0.105 mm的带料，由展料架、过油装置、送料装置、高速精密压力机、大型精密级进模、吸料与集料装置等组成翅片冲压自动化生产线，带料经引伸工程、冲孔工程、翻边工程、百叶窗工程、中部异形切工程、端部异型切工程、切边工程、导正工程、纵切工程、横切工程等12个成形工程连续冲压，一次出72列翅片，翅片不仅形状复杂、精度较高，而且表面要求光洁、平整、无毛刺及其它技术要求。该产品在100t高速精密专用压力机上生产，冲次速度260次/min。国内研发的一次出12列、24列、36列、42列、48列、60列、72列翅片等高速精密冲压生产技术已达到国际同类产品水平。