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精沖是一個(gè)能在一次單工步的行程中加工出零件整個(gè)厚度是光滑剪切面的加工方法，而普通沖裁得到的是零件厚度方向剪切面和撕裂面兩個(gè)面，并且普通沖裁時(shí)由于彎矩存在導(dǎo)致零件彎曲大。如果對(duì)于零件剪切面有特別要求，普通沖裁一般不能滿足需要，因此至少還得增加一道或兩道工序。從最優(yōu)化生產(chǎn)來(lái)看，這不是最佳的方法。
鑒于這個(gè)原因，在1920或1950后出現(xiàn)了各種新的能獲得光滑剪切面和高精度的沖裁工藝。所有這些工藝都可以以精剪簡(jiǎn)稱，后來(lái)命名為精密剪切。今天稱之為精沖的工藝事實(shí)上僅僅指SCHIESS從1915到1925發(fā)明的并應(yīng)用于工業(yè)的帶環(huán)形齒的工藝。圖1表明了該工藝的結(jié)構(gòu)并清楚指出環(huán)形齒壓板和反壓板。沖壓時(shí)環(huán)形齒首先壓入距剪切面一定距離的材料中，以使整個(gè)精沖過(guò)程中壓應(yīng)力疊加在精沖過(guò)程所出現(xiàn)的法向應(yīng)力上。從而形成高壓應(yīng)力區(qū)，塑性流動(dòng)極限比斷裂極限較早到達(dá)，這一現(xiàn)象避免了裂紋產(chǎn)生，BRIDGMAN的工作證明了這種解釋，他指出通過(guò)增加靜水壓力，可以得到完全光滑的剪切面。在精沖時(shí)反壓板防止了板料的彎曲變形。
KIENZLE和MEYER發(fā)明的精沖方法：用錐形圈壓板取代通常用的平壓板在精沖時(shí)與坯料完全接觸。然而，沒(méi)有得到該方法的工業(yè)應(yīng)用的報(bào)道。 帶有環(huán)形齒壓板的精沖方法最先應(yīng)用于辦公機(jī)械和儀表工業(yè)，那時(shí)的精沖板厚從1到
3mm。同時(shí)其應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大到汽車零部件、鏈環(huán)、輪緣等零件，成功的實(shí)現(xiàn)厚度達(dá)到16mm板料的精沖。其尺寸精度能達(dá)到IT9與IT6之間，同時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)了精沖工藝與其它成形工藝如擠壓、壓印、彎曲工藝的復(fù)合的趨勢(shì)。這種復(fù)合工藝使得具有不同形狀要素的一個(gè)零件得以一次性成形。精沖工藝和擠壓工藝或精沖和壓印工藝相結(jié)合的復(fù)合工藝一次性生產(chǎn)的典型零件如圖3所示。當(dāng)精沖冷軋鋼板板厚達(dá)到16mm時(shí)，精沖工藝就模具鍛造已經(jīng)進(jìn)入了淺凹形工件的工藝范圍了。 封閉輪廓的凸凹模間隙(約為板厚的0.5% ) 對(duì)于精沖是相當(dāng)重要的，并且模具工作零件要求高精度的加工。目前這種精確加工可以用成形磨削和電火花腐蝕得以實(shí)現(xiàn)，成形磨削自然要求模具為鑲拼結(jié)構(gòu)，并且具有高預(yù)應(yīng)力的模座將其組合。當(dāng)我們提及成形磨削時(shí)，有光電輪控制的磨削就會(huì)隨著日益多地作為補(bǔ)償輪的磨損。當(dāng)結(jié)合坐標(biāo)儀加工輪廓形狀時(shí)，該設(shè)備不受操作者影響，具有高度的獨(dú)立性。
提及電火花腐蝕時(shí)，數(shù)字控制的線切割得到了快速的認(rèn)可。它使快速生產(chǎn)高精度的復(fù)雜模具得以實(shí)現(xiàn)。環(huán)形齒板可以用銑削或電腐蝕的方法加工。
通過(guò)上述方法的運(yùn)用，便可生產(chǎn)級(jí)進(jìn)復(fù)合精沖模具,這使得把這些設(shè)備和先前提及的其它成形方法相結(jié)合普及更容易推廣。
對(duì)于精沖來(lái)說(shuō)除了模具以外，用于精沖的材料也是相當(dāng)重要的，下列材料可以用于精沖：鋁、鋁合金、銅、銅含量超過(guò)63％的黃銅、非合金化鋼、表面滲碳鋼、低合金熱處理鋼如鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼。能用于精沖成形的鋼材如圖4所示，研究表明材料的結(jié)構(gòu)決定材料的特性，最適合精沖的材料是球狀滲碳體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)類型的鋼可用一定的熱處理方法獲得。一般來(lái)說(shuō)，零件幾何形狀越復(fù)雜，材料含碳量越高的就越有必要把原材料的片狀珠光體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成球狀滲碳體結(jié)構(gòu)。基于上述研究的結(jié)果，使含碳量達(dá)1.2％的鋼用于精沖也變成了可能，其強(qiáng)度能達(dá)到650 N/m㎡ 的極限抗拉強(qiáng)度。
然而，昂貴的熱處理用在只有特速要求的重要場(chǎng)合，對(duì)于滲碳體含量超過(guò)80％的材料，其額外費(fèi)用是不可低估的，精沖100％滲碳體含量的材料的成本如此之高以至于適宜精沖的最佳結(jié)構(gòu)因?yàn)榈蛪勖坏貌环艞墸乙膊荒塬@得高的表面質(zhì)量，發(fā)展高強(qiáng)度低合金精細(xì)鋼用于精沖便有了很大的前景。
熱軋鋼和冷軋鋼的極限抗拉強(qiáng)度范圍是650～850 N/m㎡，如此高的極限抗拉強(qiáng)度和彈性極限不是含碳量造成的而是由含量一定的Mn、Al、Ti合金元素造成的，這種類型的精細(xì)鋼可用于精沖而且沒(méi)有撕裂和毛刺。
雖然用單動(dòng)壓力機(jī)可以實(shí)現(xiàn)厚度1.5mm板料的精沖，但精沖往往用的是三動(dòng)壓力機(jī)，它可以產(chǎn)生精沖力、環(huán)形齒圈壓力和反壓力。除了帶有液壓夾緊裝置的機(jī)械肘桿式壓力機(jī)外，還使用全液壓精沖機(jī)。普通沖裁過(guò)程和精沖過(guò)程中的力能特性也不相同，普通沖裁時(shí)只要裂紋一出現(xiàn)其力突然減小，而精沖時(shí)其力是連續(xù)變化如圖5所示。
1400Mp噸位的精沖機(jī)已經(jīng)投入生產(chǎn)，2500Mp噸位的精沖機(jī)也已經(jīng)設(shè)計(jì)完成。
因?yàn)榫珱_工藝要求速度較低，所以精沖機(jī)工作較普通壓力機(jī)運(yùn)行慢。精沖在工作過(guò)程中沒(méi)有撕裂，所以比普通壓力機(jī)工作時(shí)的噪音低。如果用氣動(dòng)排出工件來(lái)獲得最佳的行程率，那么精沖機(jī)精沖時(shí)噪音低的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)受影響。氣動(dòng)排出工件時(shí)噪音超過(guò)100dB(A)，但只要把工作區(qū)屏蔽后噪音將減低到15～20 dB(A)，而且花費(fèi)也不高。雖然機(jī)械式排出裝置也能消除噪音問(wèn)題，但是每分鐘行程率對(duì)它有一定限制。
精沖的優(yōu)點(diǎn)是能獲得光潔的剪切面和高的尺寸精度，為了實(shí)現(xiàn)該優(yōu)點(diǎn)就要開(kāi)展專業(yè)模具設(shè)計(jì)能力和適合精沖的材料研究。由于精沖工藝具有的潛能，精沖應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大。其發(fā)展集中在適合精沖的材料研究、模具優(yōu)化、設(shè)備優(yōu)化和設(shè)備自動(dòng)化方面。在這些方面將會(huì)出現(xiàn)巨大的進(jìn)步，運(yùn)用范圍會(huì)越來(lái)越大。就精沖件尺寸來(lái)說(shuō)，好像是沒(méi)有限制的，只要壓力機(jī)噸位足夠就行了。
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