冲压行业有哪些技术和工艺值得关注？中 ——精冲和旋压

文|刘明星、李建、王思杰

本系列文章将简要介绍国内外的一些有特色的技术和工艺，有些已经出现多年，但是没有广泛应用，还不为业内普通读者广泛知道。希望本文提供一个索引，供有兴趣的零部件、设备和主机厂及相关研究人员进一步了解，能够丰富工艺选择。MFC在微信和今日头条平台(金属板材成形）上展示了大量国内外的视频，能更加直观地展示这些技术。

精冲-Fineblanking

精冲是一种技术含量高的冲压技术，用来生产尺寸较小、负荷较大、精度高的冲压件，是在普冲技术上发展起来的一种精密冲裁方法。

精冲工艺包含了3种力：冲裁力FG、齿圈力FR、反压力FS，使得精冲技术区别于其它普通的冲压或者冲裁工艺。精冲加工的工件具备垂直度好、具备无撕裂的光亮切断面的众多优点。

工件因为在精冲过程中在模具中的压边圈夹持，间隙非常小，零件特别平整，通常情况下零部件切断边缘无需后序加工，翘曲小且互换性好。

镦挤、压沉孔、半冲孔和挤压等加工手段结合后，逐渐替代原来由普冲、锻造、机加工、铸造和粉末冶金的很多复杂零部件，冲完即可组装多功能的部件，无需后续加工，生产效率和成本优势非常明显。

早在1923年，就由德国人FritzSchiess发明并获得专利，并于1924年在瑞士开办世界第一个精冲厂，之后这项技术一直处于保密状态，为钟表、缝纫机、打字机等提供零部件。直到1950年代，精冲技术才开始公开普及，到1980年代之前开始应用于仪器仪表、照相机、家电和小五金，之后一直打到现在，精冲技术又广泛应用于汽车和摩托车行业和3C电子行业。

精冲技术适合生产哪些零部件？

精冲广泛应用于汽车行业的安全部件，保证在恶劣危险的情况下也能稳定工作，不出差错。汽车精冲零件生产以强力压边精密冲裁为主，几何形状、尺寸公差和形位公差以及剪切面质量都远高于普通冲裁的零件，常见的汽车零部件有200多种:动力总成零部件,即变速箱钢片、发动机的链轮链条、刹车组件、减震零件和凸轮轴的调节装置部件；座椅调高器、座椅调角器、座椅滑轨零件；安全带收紧器、安全气囊的锁件；发动机中的柴油发动机喷油嘴夹头、多楔带轮、空调压缩机用阀板、变矩器离合器钢片和离合器齿毂、行星架和驱动盘、刹车盘、驻车齿轮和棘爪、离合器齿毂；底盘中的刹车片、轮毂托板。

机械、医疗、电子、五金、电工工具等行业和上述零部件类似的部件，也可以用精冲来生产。

精冲行业有哪些企业值得关注？

精冲并不是一个很大的行业，设备、模具、材料、自动化的要求都比较高。

设备知名企业有瑞士的法因图尔公司（china.feintool.com），自从1999年兼并了主要的竞争对手HeinrichSchmidAG之后，在这个行业占有绝对的垄断地位，全世界的精冲企业都或多或少受益于该公司的技术资料、演示和各种讲座。

法因图尔在五个国家拥有十三个基地和2200名员工，提供伺服机械式和液压式的精冲压力机、生产线和每年数以百计的模具，以及精冲零部件。

法因图尔1965年和德国舒勒公司合作，将压力机的制造工作交给后者，一直合作到现在，累积生产了2500多台精冲机床，150吨机械式精冲机到1550吨液压精冲机的全系列、不同吨位的生产线。

HFAplus增强型系列液压精冲机主要适用于复杂零件的柔性化生产。它的主要特点是扩展功能强，可增添不同选项来满足几乎所有精冲零件的加工要求。吨位从320吨到1550吨之间，最高节拍能到85次每分钟。XFTspeed伺服机械式精冲压力机集合了液压、伺服控制以及机械驱动的优点，具有极高频冲次和极低的停机时间，吨位从150～250吨，最高节拍能到200次每分钟。

X-TRAspeed系列具有针对特殊场合生产要求的柔性及可兼容性，使得该机型很具有吸引力，伺服驱动集合了液压和机械压机的优点，吨位在320吨到700吨之间，最高节拍能到90次每分钟。

据该公司声称，精冲技术的核心，不是压力机，而是模具设计和制造技术，法因图尔生产的多工位的级进模能使成形和去毛刺在同一个模具内完成。MFC《金属板材成形》的笔者曾经拜访过法因图尔总部，印象深刻的是悬挂在墙上的一本一本精冲零件标本册，类似蝴蝶标本的册子一样精美；还有就是无处不在的青年学徒和职校的学生，围着老师傅学习各种模具加工技术，使得模具设计和制作的经验世代传承。

除了法因图尔之外，日本的森铁工株式会社（http://www.moriiron.com）是仅次前者的精冲设备和技术提供商，和法因图尔抢占中端市场，在中国也有很多客户。国内有北京机电所、扬州锻压机床有限公司、武汉华夏精冲、湖北黄石华力锻压机床、武汉埃瑞特机械等公司、宁波帕沃尔精密液压、上海交通大学模具CAD国家工程研究中心、迪诺精密模具以及十几所高校从事精冲设备和模具的制造或软件研发工作。

欧美日在精冲钢的研究和制造技术较为领先，因此精冲钢的原材料标准主要集中在欧标EN10081-10084，日标JISG4051-4053和美标SAE，国标GB/T699和GB/T3077等。材料供应商有一胜百、宝钢旗下的合资公司常熟宝升精冲材料有限公司等。

近年，随着伺服压力机的工艺丰富，一些冲压厂商采用伺服压力机能模拟液压机工作曲线的特性，配合更加精密的模具技术，用不是严格意义上的精冲工艺，也得到一些精度比精冲件低，比普冲高的较高精度的零部件。

据报道，已经开发的精冲零部件有8000多种。欧洲、美国和日本的精冲行业非常发达，中国正在成为精冲行业第四个集中区域，还在不断裂变成长，据称中国的精冲零部件还不能满足本土汽车行业的需求。

关于精冲的技术资料，书籍和网上的资料非常丰富，各个高校硕士论文中，精冲方面的文章有100多篇，是一个在金属加工的学术界是比较热门的技术。

中国大约一百家左右的精冲零部件生产企业，70%分布在湖北、江浙、广东等省份，龙头企业有苏州东风精冲工程有限公司、湖北中航精机科技股份有限公司、嘉兴和新精冲科技有限公司、广州市华冠精冲零件有限公司、武汉泛洲机械制造有限公司（原武汉迪克精冲有限公司）、武汉华夏精冲技术有限公司、广东骏汇汽车科技股份有限公司、沧州美凯机电产品有限公司、武汉长江融达电子有限公司等，积累了大量的模具开发和精冲件生产制造经验，生产的品种越来越多，质量越来越好。

旋压-Metal Spinning

旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚挤等工艺特点的少无切削加的先进工艺，将金属筒坯、平板毛坯或预制坯用尾顶顶紧在旋压机芯模上，由主轴带动芯棒和坯料旋转，同时旋压轮从毛坯一侧将材料挤压在旋转的芯模上，使材料产生逐点连续的塑性变形，从而获得各种母线形状的空心旋转体零件。

旋压技术是一项古老的技术，类似于转动陶轮制作泥胎，分为普通旋压和强力旋压成型两种。不改变坯料厚度，只改变坯料形状的旋压叫普通旋压成形，既改变坯料厚度,又改变坯料形状的旋压叫强力旋压成形。

现代化的旋压技术起源于20世纪50年代的军工行业，然后扩散到民用行业，应用非常广泛。旋压可以完成各种复杂钣金零件，是一种特殊成形方法，完成拉深、翻边、缩口、胀形和卷边等加工。

和冲压相比，旋压是一种效率较低的加工方式，但是模具简单，通过编程，能够生产小批量多品种、形状复杂，负荷大的受力金属零部件，而一旦一些类似于封头的旋压件的产量巨大，则往往采用开模拉深冲压的方式来代替提升效率。

旋压适合哪些行业和哪些零部件？

旋压的适用范围很广，适合汽车、军工、潜水运动、天然气、照明、机械制造、家电、化工、风力、航空航天、石油、天然气、轨道交通、道路建设、广告、金属加工、乐器、厨具、酒店用品等行业，用来生产如下零部件：汽车/摩托车/卡车/客车车轮、轮辐、轮辋锁面、轨道车辆车轮、天然气罐、CNG罐、工业气体瓶、蓄电池、运输和存储工具、灭火器、反光杯、风机部件、烹饪锅、分离器部件、罐底、封头、燃料容器、传动轴、圆柱形管件、精密管、液压缸、离合器支架、转换器外壳、空心轴、制动活塞、多V型皮带轮、飞轮起动齿轮、带密封环槽的驱动部件、交通信号灯杆、旗杆、精密铝合金杆件、道口杆、有凹槽的空心轴等。

一般来说，高端车用锻造轮毂，又轻巧，又坚固，但是成本高，低端车用铸造轮毂，近些年铸造+旋压的工艺方式生产的轮毂质量介于二者之间，获得越来越广泛的应用，秦皇岛中信戴卡的铝轮毂和河南长葛市的德威集团的镁轮毂供不应求。

旋压行业有哪些企业值得关注？

旋压设备国内外的厂家很多，加工的零件大小尺寸也不一样，很难一一介绍。就技术先进性而言，德国、日本、西班牙、美国的旋压设备处于领先地位，中国本土的旋压设备企业也比较多。MFC介绍几家代表性企业，供有兴趣的企业自行按图索骥。

最知名的企业是德国的莱菲尔德LEIFELD公司，在中国有子公司勒菲机械贸易公司。该公司的产品线齐全，有SC系列旋压圆形毛坯，EN系列收口机、WSC系列铸造/锻造旋压轮毂、ST…RS系列生产卡车轮辐、轮辋锁面、ST系列强力旋压高精度空心管件(能旋压超过10米的工件，管壁厚度减少90%）、FFC系列生产高精度驱动部件（离合器支架、活塞部件、空心轴、转换器外壳）、PFC系列制造多V型皮带轮等、KSA系列生产精密封环槽和制动活塞、AFPM系列整合收口和旋压技术生产杆类部件。

西班牙的DENN公司，是和Leifeld同级别的公司，产品系列全。2012年成立了恩旋压设备（扬州有限公司，是西班牙INDUSTRIASPUIGJIANERS.A与江苏金鑫电器有限公司出资成立的合资公司，是DENN创立百年以来，首次在西班牙境外设立的工厂，利用DENN技术，制造和销售用于汽车行业的轮毂旋压机，独家代理DENN品牌的全系列旋压机，提供国内DENN用户的售后和技术服务。

其他的还有德国的Abacus Macshi nenbau GmbH（Abacus Maschinenbau GmbH）、WFMA schinenbauund Blechformtechnik GmbH&Default Parallels Plesk Page（Home），这两家公司规模稍小，产品也很有特色。意大利的旋压设备也较多，有Girardi公司（www.girardimetalspinning.com）和GiOTTO公司（www.giottofratelli.it）。这些公司MFC《金属板材成形》杂志在欧洲展会接触过，个别在中国找过代理，但是没有做出影响力，中文世界几乎查不到他们的消息，MFC分享过来供业内人士进一步了解。

MJC工程技术股份有限公司（中国代理www.mjcagt.com）是美国大型旋压设备研发制造公司，生产的数百台数控金属旋压成型机器设备被广泛地应用在航空航天和汽车等行业。该公司生产铝轮毂碾锻机、WSV铝轮毂旋压机、WS钢轮辐旋压机、钢轮毂全自动生产线、OSC钢瓶收口机、SPT内胆旋压机、FF强力旋压机、SP碟形桶形旋压机、PV立式金属成形旋压机、SpinCAD编程软件、机器人上下料系统。据称该公司的某些军工级设备一直限制出口中国，直到几年前才逐渐解禁。日本有大东旋压株式会社（www.daitohsp.co.jp）也是一家品类齐全的专业旋压设备生产商。

此外还有NIHONSPINDLE公司生产管材、轮毂、剪旋压机等、（www.spindle.co.jp）、OPTON公司（www.opton.co.jp）生产管类旋压机，生产规模较小。

国产的旋压设备进步很快，民用数控的旋压机正在广泛被接受。国产的旋压设备商知名的有中国航空制造技术研究院（生产大型军工航天用的旋压机）、广东博赛数控机床有限公司、扬州中博旋压技术研究所有限公司、中山柏睿数控设备有限公司、佛山市巨力数控机械科技有限公司、台州博翔旋压机床有限公司、无锡市东阳旋压设备有限公司（原无锡市前洲东阳设备厂）专业制造封头旋压机组：压鼓机、扳（翻）边机、切边机。型式有德式T字型和意大利式一字型。