高速精密沖壓技術(shù)發(fā)展研究

閔 鵬，閔建成

（1．徐州浩通新材料科技股份有限公司，江蘇 徐州 221004；2．西安斯萊克智能系統(tǒng)有限公司，陜西 西安 710003）

高速精密沖壓技術(shù)是機(jī)械、電子、材料、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、精密檢測(cè)、信息網(wǎng)絡(luò)和管理技術(shù)等多學(xué)科、多領(lǐng)域、多種高新技術(shù)的綜合集成，是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)的先進(jìn)制造技術(shù)。應(yīng)用高速精密沖壓技術(shù)進(jìn)行制品的批量化生產(chǎn)，具有高生產(chǎn)率、高質(zhì)量、高精度、節(jié)能降耗、減少人工、降低成本和安全生產(chǎn)的特點(diǎn)[1]。在工業(yè)4.0和《中國(guó)工業(yè)2025》發(fā)展規(guī)劃中，高速精密沖壓技術(shù)扮演著舉足輕重的作用。生產(chǎn)企業(yè)均是以單機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)出廠(chǎng)，其制造和生產(chǎn)水平大部分企業(yè)已具備工業(yè)3.0水平，整個(gè)行業(yè)進(jìn)行工業(yè)4.0提升已刻不容緩。西方國(guó)家在高速精密沖壓技術(shù)方面領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)水平，特別是在可靠性方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)需要下更大功夫。

高速精密沖壓技術(shù)由高速精密沖壓設(shè)備主機(jī)、自動(dòng)化送料設(shè)備輔機(jī)、高頻次精密模具、各種高精度薄板材、精密沖壓工藝、自動(dòng)化控制技術(shù)等組成。當(dāng)前，伴隨著電子電訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、高精密材料技術(shù)的發(fā)展，航空航天、新能源汽車(chē)、高鐵及軌道交通、海上石油、家電、輕工、深海石油、醫(yī)療、新能源等行業(yè)的發(fā)展日新月異，使得高速精密沖壓技術(shù)的快速發(fā)展顯得越發(fā)重要。

1 高速精密壓力機(jī)

目前國(guó)際上對(duì)高速精密壓力機(jī)尚沒(méi)有準(zhǔn)確的定義，一般把滑塊行程次數(shù)比普通壓力機(jī)快5～10倍的壓力機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為高速精密壓力機(jī)。有些公司對(duì)600kN以下的小型高速精密壓力機(jī)按行程次數(shù)分為四個(gè)速度等級(jí)：①常速（≤250次/min）；②次高速（＞250～400 次 /min）；③高速（＞400～1000 次 /min）；④超高速（≥1000次 /min）。GB/T10168-2015《閉式高速精密壓力機(jī)技術(shù)條件》，對(duì)高速精密壓力機(jī)進(jìn)行了定義：精度符合GB/T29548的要求，滑塊行程次數(shù)符合表1規(guī)定的閉式壓力機(jī)[2]。

也就是說(shuō)，高速精密壓力機(jī)因其噸位不同，其行程次數(shù)不同，下死點(diǎn)精度要求不同。作為高速精密沖壓技術(shù)的主機(jī)設(shè)備，高速精密壓力機(jī)因其使用的材料不同、零件種類(lèi)不同，高速壓力機(jī)的種類(lèi)也不同。行程次數(shù)500次/min左右的高速壓力機(jī)已普遍應(yīng)用，美國(guó)明斯特（Minster）公司已生產(chǎn)250kN 2000次/min的超高速壓力機(jī)[3]。高速精密沖壓技術(shù)的發(fā)展，不斷向高速化、精密化和智能化方向發(fā)展，極大地推進(jìn)了高速壓力機(jī)向高速和超高速發(fā)展，如日本能率制作所SISI（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“能率”）、日本京利（Kyori）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“京利”）、瑞士布魯?shù)聽(tīng)?Bruderer)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“布魯?shù)聽(tīng)枴保⒌聡?guó)舒勒（Schuler）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“舒勒”）、美國(guó)亨利拉特公司（Henry&Wright）、美國(guó)明斯特（Minster）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“明斯特”）等小噸位高速壓力機(jī)行程次數(shù)均達(dá)到2000次/min。能率小型超高速壓力機(jī)行程次數(shù)達(dá)到3000次/min，京利（Nidec kyori）的MACH-100超高速壓力機(jī)在100kN、8mm行程時(shí)，行程次數(shù)達(dá)到4000次/min,布魯?shù)聽(tīng)栃⌒透咚賶毫C(jī)行程次數(shù)也達(dá)到4000次/min。在高速和超高速壓力機(jī)生產(chǎn)的同時(shí)，在提高高速壓力機(jī)下死點(diǎn)動(dòng)態(tài)精度上，推出了一批新型、高速、高精度高速壓力機(jī)。如日本三菱公司生產(chǎn)的HP系列超精密壓力機(jī)，使滑塊在下死點(diǎn)的位置精度控制在5μm以?xún)?nèi)；在300～1000次/min運(yùn)行時(shí)，壓力機(jī)振幅低于50μm。京利的FDA-F系列壓力機(jī)在離合器、制動(dòng)器控制回路中具有飛輪速度自動(dòng)補(bǔ)償功能，在行程次數(shù)1200次/min范圍內(nèi)高速運(yùn)行時(shí)，滑塊第一個(gè)行程和第二個(gè)行程的下死點(diǎn)偏差僅有10μm；還推出了一系列中、大型高速壓力機(jī)。意大利的Blaconi公司推出的2DMHS系列6300kN、滑塊行程35mm時(shí)，行程次數(shù)達(dá)到320次/min。明斯特PM4-600，在公稱(chēng)力5400kN、滑塊行程30mm時(shí)，行程次數(shù)達(dá)到350次/min。20世紀(jì)末，隨著全球家電、汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了高速壓力機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。在電機(jī)定轉(zhuǎn)子方面，日本會(huì)田（AIDA）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“會(huì)田”）公司推出了雙邊的MSP系列高速壓力機(jī)，采用單排四點(diǎn)結(jié)構(gòu)，精度更高。日本山田多比（Yamada Dobby）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“多比”）在其EPISODE系列高速壓力機(jī)部分機(jī)型采用單排三點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其ESP-200型高速壓力機(jī)，在公稱(chēng)力2000kN、滑塊行程30mm時(shí)，最高行程次數(shù)450次/min。ESP-220為單排四點(diǎn)結(jié)構(gòu)，在公稱(chēng)力2200kN、滑塊行程30mm時(shí)，最高行程次數(shù)420次/min。這些產(chǎn)品滿(mǎn)足了高精度電機(jī)定轉(zhuǎn)子的沖壓要求。此外能率于2004年開(kāi)發(fā)的單排三點(diǎn)結(jié)構(gòu)高速壓力機(jī)PLRNOX80-16,最高行程次數(shù)4000次/min[4]。用在電機(jī)定轉(zhuǎn)子上的國(guó)外高速精密壓力機(jī)有：會(huì)田的MSP系列高速精密壓力機(jī)（圖1），明斯特PM3、PM4系列高速精密壓力機(jī)（圖2），能率三點(diǎn)結(jié)構(gòu)高速精密閉式壓力機(jī)（圖3），京利TVX系列高速精密壓力機(jī)（圖4），德國(guó)舒勒的SA-A系列高速精密壓力機(jī)（圖5）。

表1 滑塊行程次數(shù)

臺(tái)灣地區(qū)用于電機(jī)定轉(zhuǎn)子的高速精密壓力機(jī)廠(chǎng)家有臺(tái)灣瑛瑜等。國(guó)產(chǎn)用于電機(jī)定轉(zhuǎn)子高速精密壓力機(jī)廠(chǎng)家有江蘇省徐州鍛壓機(jī)床廠(chǎng)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“徐鍛”）、揚(yáng)州鍛壓機(jī)床廠(chǎng)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“揚(yáng)鍛”）、江蘇揚(yáng)力集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“揚(yáng)力“）、山東金箭精密機(jī)械有限公司、西安斯萊克智能系統(tǒng)有限公司、寧波精達(dá)成形股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“精達(dá)”）等。除西安斯萊克智能系統(tǒng)有限公司產(chǎn)品技術(shù)與國(guó)外相當(dāng)，其他公司技術(shù)與可靠性均與西方國(guó)家有一定差距。徐鍛JF75G系列高速精密壓力機(jī)見(jiàn)圖5。

圖1 會(huì)田MSP四點(diǎn)結(jié)構(gòu)閉式高速精密壓力機(jī)

圖2 明斯特PM3、PM4系列高速精密壓力機(jī)

圖3 能率三點(diǎn)結(jié)構(gòu)閉式高速精密壓力機(jī)

圖4 京利EPS閉式四點(diǎn)高速壓力機(jī)

圖5 徐鍛JF75G系列高速精密壓力機(jī)

用于換熱器生產(chǎn)的高速精密壓力機(jī)，西方國(guó)家有美國(guó)OAK公司、日本日高等。用于換熱器翅片生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)高速精密壓力機(jī)有精達(dá)GC系列換熱器翅片高速精密壓力機(jī)，其生產(chǎn)線(xiàn)見(jiàn)圖6；揚(yáng)鍛YKC空調(diào)翅片高速精密壓力機(jī)，其生產(chǎn)線(xiàn)見(jiàn)圖7；揚(yáng)力YLK系列空調(diào)翅片高速精密壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)等。

用于微電子、插接件、引線(xiàn)框架生產(chǎn)的高速精密壓力機(jī)，國(guó)外有明斯特、舒勒、京利、天田、會(huì)田、三菱、德國(guó)Raster、布魯?shù)聽(tīng)柕取＞├鸄NEX引線(xiàn)框架高速壓力機(jī)見(jiàn)圖8，布魯?shù)聽(tīng)栆€(xiàn)框架高速壓力機(jī)見(jiàn)圖9。國(guó)產(chǎn)插接件生產(chǎn)企業(yè)有蘇州吉濱高速精密沖床科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“蘇州吉濱”）、徐鍛等。蘇州吉濱引線(xiàn)框架高速壓力機(jī)見(jiàn)圖10。

在微電子、引線(xiàn)框架等高精度接插件超薄零件國(guó)內(nèi)高速壓力機(jī)廠(chǎng)家有寧波米斯米、徐鍛、揚(yáng)鍛、精達(dá)等。

圖6 精達(dá)空調(diào)翅片高速精密壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)

圖7 揚(yáng)鍛空調(diào)翅片高速精密壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)

圖8 京利ANEX引線(xiàn)框架高速精密壓力機(jī)

圖9 舒勒引線(xiàn)框架高速精密壓力機(jī)

用于易拉蓋、易拉罐生產(chǎn)的高速壓力機(jī)，國(guó)外有舒勒、明斯特、美國(guó)斯坦等。舒勒DA系列高速精密壓力機(jī)見(jiàn)圖11，明斯特ECH系列高速精密壓力機(jī)見(jiàn)圖12。國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家僅有蘇州斯萊克精密設(shè)備股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“蘇州斯萊克”），其用于易拉蓋上的龍門(mén)式高速壓力機(jī)見(jiàn)圖13。

2 自動(dòng)化設(shè)備輔機(jī)

高速精密沖壓技術(shù)離不開(kāi)自動(dòng)化設(shè)備輔機(jī)，自動(dòng)化設(shè)備輔機(jī)與高速精密壓力機(jī)共同組成高速精密沖壓技術(shù)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。采用自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線(xiàn)方式，可以降低產(chǎn)品成本和操作工熟練程度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品精度、材料利用率和操作工安全性，節(jié)省占地面積，減少庫(kù)存，提高管理便利性，在人力成本提高的今天，更是提高效益的最佳途徑。

在高速精密沖壓技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)不同的行業(yè)和產(chǎn)品，自動(dòng)化輔機(jī)也不一樣，對(duì)于電機(jī)定轉(zhuǎn)子、變壓器鐵芯來(lái)說(shuō)，使用的自動(dòng)化輔機(jī)為開(kāi)卷機(jī)+矯平機(jī)+送料機(jī)，送料機(jī)有機(jī)械輥輪，也有伺服送料。機(jī)械滾輪與高速精密壓力機(jī)軸端安裝的同步帶輪和同步帶等相連，伺服輔機(jī)通過(guò)高速精密壓力機(jī)軸端安裝的編碼器控制。徐鍛電機(jī)定轉(zhuǎn)子高速精密壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)見(jiàn)圖5，該生產(chǎn)線(xiàn)含開(kāi)卷機(jī)、矯平機(jī)、送料機(jī)、高速精密壓力機(jī)、收料箱。微電子類(lèi)、插進(jìn)件零件高速精密壓力機(jī)，自動(dòng)化送料輔機(jī)和電機(jī)定轉(zhuǎn)子、變壓器鐵芯一樣，只不過(guò)帶料比較窄和薄而已，但通常半成品卷料需增加保護(hù)層。也有的一臺(tái)高速精密壓力機(jī)完成成品。布魯?shù)聽(tīng)栁㈦娮印⒁€(xiàn)框架插接件高速精密壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)見(jiàn)圖14，該生產(chǎn)線(xiàn)含開(kāi)卷機(jī)、矯平機(jī)、送料機(jī)、高速精密壓力機(jī)、帶保護(hù)層的收卷機(jī)。空調(diào)翅片則不一樣，有卷料和片料，當(dāng)使用卷料時(shí)，方法和自動(dòng)化輔機(jī)與電機(jī)定轉(zhuǎn)子、變壓器鐵芯一樣，當(dāng)采用片料時(shí)，則工藝就不一樣。精達(dá)、揚(yáng)鍛空調(diào)翅片高速精密壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)見(jiàn)圖6、圖7。揚(yáng)力集團(tuán)空調(diào)翅片高速精密壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)見(jiàn)圖15，該生產(chǎn)線(xiàn)含開(kāi)卷機(jī)、矯平機(jī)、送料機(jī)、高速精密壓力機(jī)、收料架等。

3 高速精密沖壓技術(shù)模具

高速精密沖壓技術(shù)所沖壓零件不同，其模具結(jié)構(gòu)也不同，即沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子、空調(diào)翅片、引線(xiàn)框架、電連接器、微薄件等不同，其模具不同。具體敘述如下。

電機(jī)定轉(zhuǎn)子、變壓器鐵芯根據(jù)工藝不同其模具，有單排沖壓模具，也有雙排沖壓模具；有帶扭轉(zhuǎn)和不帶扭轉(zhuǎn)沖壓模具；帶回轉(zhuǎn)和不帶回轉(zhuǎn)沖壓模具；有單片沖壓，另外一臺(tái)液壓機(jī)疊鉚加等高精壓，也有一臺(tái)壓力機(jī)多工位沖壓加疊鉚，另一臺(tái)液壓機(jī)等高精壓；有機(jī)械機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)，也有伺服電機(jī)回轉(zhuǎn)，也有步進(jìn)電機(jī)回轉(zhuǎn)，工藝不同其模具不同，單排多工位沖壓加回轉(zhuǎn)模具，不帶扭轉(zhuǎn)見(jiàn)圖16；雙排多工位沖壓加回轉(zhuǎn)模具，不帶扭轉(zhuǎn)模具見(jiàn)圖17；單排單片沖壓，另外一臺(tái)液壓機(jī)疊鉚模具；單槽沖壓帶轉(zhuǎn)盤(pán)見(jiàn)圖18，在一臺(tái)高速精密壓力機(jī)完成定子或轉(zhuǎn)子，另外一臺(tái)液壓機(jī)疊鉚模具。液壓疊鉚模具見(jiàn)圖19。

圖10 蘇州吉濱引線(xiàn)框架高速精密壓力機(jī)

圖11 舒勒DA系高速精密壓力機(jī)

圖12 斯特ECH系列高速精密壓力機(jī)

圖13 蘇州斯萊克龍門(mén)式易拉蓋高速精密壓力機(jī)

微電子插接件、引線(xiàn)框架模具是“三高”模具的典型代表，一般為單排多工位模具，資料[5]設(shè)計(jì)的一種10-SIP引線(xiàn)框架沖切模具見(jiàn)圖20。越佳空調(diào)翅片模具見(jiàn)圖21。蘇州斯萊克生產(chǎn)線(xiàn)易拉蓋模具見(jiàn)圖22。

4 高速精密沖壓技術(shù)材料選擇

圖14 布魯?shù)聽(tīng)栁㈦娮印⒁€(xiàn)框架BR高速壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)

圖15 揚(yáng)力空調(diào)翅片高速精密壓力機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)

圖16 單排定轉(zhuǎn)子帶回轉(zhuǎn)不帶扭槽模具

圖17 雙排定轉(zhuǎn)子帶回轉(zhuǎn)不帶扭槽模具

圖18 單槽沖壓帶轉(zhuǎn)盤(pán)模具

圖19 液壓疊鉚模具

高速精沖壓技術(shù)沖壓零件不同，所要求材料薄厚不同，有普通毫米級(jí)，也有微薄零件，如計(jì)算機(jī)、通訊、微系統(tǒng)和微電機(jī)及高速電機(jī)等領(lǐng)域，有普通鋼材、有錳鋼、有銅板材等。插接件銅材零件見(jiàn)圖23、圖24。蘇州斯萊克易拉蓋零件見(jiàn)圖25。電機(jī)定轉(zhuǎn)子用材為硅鋼片，電機(jī)定轉(zhuǎn)子零件見(jiàn)圖26。由于一般為多工位成形，幾乎全部用卷料。需特別指出的是引線(xiàn)框架銅材，為了使其材質(zhì)達(dá)到一定的強(qiáng)度和致密性，在成形之前，還需進(jìn)行一次鍛打工藝，也就是說(shuō)，引線(xiàn)框架生產(chǎn)企業(yè)，對(duì)購(gòu)買(mǎi)的銅帶材在高速壓力機(jī)上進(jìn)行鍛打，形成一定厚度、強(qiáng)度、致密性的帶材，再在高速精密壓力機(jī)上進(jìn)行成形。鍛打后的銅帶材見(jiàn)圖27。空調(diào)換熱器翅片見(jiàn)圖28。

5 高速精密沖壓生產(chǎn)工藝流程

高速精密壓力機(jī)，從事的生產(chǎn)零件種類(lèi)不同，其生產(chǎn)流程也不同，不同行業(yè)的不同材料，其沖壓工藝也大不相同，雖然都是多工位成形，對(duì)設(shè)備的要求和工藝完全不同。但總的來(lái)說(shuō)，都屬于多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)工藝，該工藝可大大提高生產(chǎn)率，從而提高企業(yè)利潤(rùn)。

圖21 越佳空調(diào)翅片模具

圖22 蘇州斯萊克易拉蓋組合沖模具

圖23 半成品插接件

圖24 成品插接件

圖25 蘇州斯萊克易拉蓋生產(chǎn)線(xiàn)零件

圖26 電機(jī)定轉(zhuǎn)子零件

圖27 鍛打后的銅帶材

圖28 空調(diào)換熱器翅片

引線(xiàn)框架一般采用沖壓方式或化學(xué)腐蝕方式，在此僅敘述沖壓方式。微成形、插接件、引線(xiàn)框架等多工位成形，其沖壓生產(chǎn)流程見(jiàn)圖29。

易拉蓋（罐）采用沖壓方式，其工藝流程見(jiàn)圖30。

電機(jī)定轉(zhuǎn)子采用沖壓方式，其生產(chǎn)流程見(jiàn)圖31。

6 高速精密沖壓技術(shù)的控制技術(shù)

高速精密沖壓控制技術(shù)，離不開(kāi)高速精密沖壓技術(shù)主機(jī)設(shè)備、模具材料、工藝、自動(dòng)化控制技術(shù)，離不開(kāi)微電子、精密儀器儀表、電訊技術(shù)、傳感器、計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也離不開(kāi)“中國(guó)工業(yè)2025”等政策導(dǎo)向。哪一方面的發(fā)展，都對(duì)高速精密沖壓技術(shù)具有深遠(yuǎn)影響。

6.1 引線(xiàn)框架

首先，引線(xiàn)框架是導(dǎo)體芯片上的零件，用作半導(dǎo)體與印刷電路板之間的接口。引線(xiàn)框架作為半導(dǎo)體器件載體，是一種借助鍵合絲（金絲、銅絲、硅鋁絲等）實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外部電路的電器連接，形成電氣回路的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)件。其最基本的技術(shù)指標(biāo)包括：表面質(zhì)量、成形形狀精度、積累誤差、外觀(guān)特性、傳導(dǎo)率等。引線(xiàn)框架制造為塑性成形精密加工，其質(zhì)量特性取決于送料輔機(jī)、高速精密壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)及制造等能力、材料性能指標(biāo)等。而這些能力取決于整體工業(yè)水平和長(zhǎng)期工作積累，取決于高精度、高穩(wěn)定性、高智能化、控制等。引線(xiàn)框架級(jí)進(jìn)模的制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平和發(fā)展程度的重要標(biāo)志。

引線(xiàn)框架使用的送料輔機(jī)、高速精密壓力機(jī)、模具、材料前邊已經(jīng)論述，在此僅對(duì)其特點(diǎn)和中國(guó)市場(chǎng)引線(xiàn)框架的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行敘述。

6.1.1 引線(xiàn)框架的特點(diǎn)

引線(xiàn)框架品種繁多。由于半導(dǎo)體器件種類(lèi)很多，形狀和封裝形式五花八門(mén)，因而所用引線(xiàn)框架也是千差萬(wàn)別，各不相同。

圖29 引線(xiàn)框架沖壓工藝流程

圖30 易拉蓋及易拉蓋組合沖生產(chǎn)流程

圖31 電機(jī)定轉(zhuǎn)子生產(chǎn)流程

引線(xiàn)框架應(yīng)用數(shù)量特別大。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)分立器件的封裝總量2018年為7471億塊，集成電路封裝總量為2139億塊。根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)，按95%的器件需要引線(xiàn)框架器件和引線(xiàn)框架的成品率為90%，那么我國(guó)每年需要的分立器件引線(xiàn)框架約為7889.5億只，需要的集成電路引線(xiàn)框架約為2257億只。

引線(xiàn)框架要求精度極高。由于現(xiàn)在的裝片、鍵合、封裝都是高速自動(dòng)化生產(chǎn)，先將引線(xiàn)框架的機(jī)械位置等輸出到設(shè)備里，然后設(shè)備認(rèn)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速自動(dòng)化生產(chǎn)。如果機(jī)械位置不一致，則會(huì)造成經(jīng)常停機(jī)，并且會(huì)產(chǎn)生大量廢品，因此對(duì)引線(xiàn)框架的位置精度要求極其嚴(yán)格。據(jù)有關(guān)資料介紹，對(duì)引線(xiàn)框架的長(zhǎng)度誤差要求為±0.08mm，每個(gè)引線(xiàn)框架的間距誤差要求為±0.025mm，引線(xiàn)腳的共面型誤差要求為±0.08mm。

引線(xiàn)框架形狀細(xì)小。現(xiàn)在引線(xiàn)腳中心距為1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm，QFP 封裝的引線(xiàn)腳中心距僅為0.5mm、0.4mm、0.3mm。且在其上要打凹、加工鎖定孔等工序。

引線(xiàn)框架材料很薄。最薄的在0.10mm以下。引線(xiàn)框架局部電鍍。幾乎全部引線(xiàn)框架需要電鍍。

6.1.2 中國(guó)引線(xiàn)框架生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國(guó)引線(xiàn)框架的材料研究較晚，20世紀(jì)80年代，我國(guó)銅加工企業(yè)基本是生產(chǎn)純銅、黃銅、鎳磷青銅等低檔次的銅合金材料，引線(xiàn)框架也僅局限于分立器件使用一些國(guó)產(chǎn)材料。集成電路引線(xiàn)框架全部依靠進(jìn)口。在“八五”期間，國(guó)家計(jì)委、原電子工業(yè)部下達(dá)了“IC引線(xiàn)框架材料研究課題”。其中“IC引線(xiàn)框架鐵鎳合金材料”的研究課題主要由“陜西鋼鐵研究院承擔(dān)”，“IC引線(xiàn)框架銅合金材料”的研究課題主要由洛陽(yáng)銅加工集團(tuán)有限公司承擔(dān)。全國(guó)“八五”攻關(guān)，鐵鎳合金和 TPO（C1220）、TFe0.1（KFC）、QFe2.5（C194）引線(xiàn)框架材料取得了突破性進(jìn)展，滿(mǎn)足了中國(guó)部分引線(xiàn)框架需求，擺脫了引線(xiàn)框架材料全部依靠進(jìn)口的局面。隨后，北京有色金屬研究院、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中南大學(xué)等研究結(jié)構(gòu)開(kāi)展了相關(guān)的研究工作。洛陽(yáng)銅業(yè)集團(tuán)上海有色金屬公司、寧波興業(yè)、北京金鷹、中鋁大冶、銅陵有色格里賽等銅材加工企業(yè)相繼引進(jìn)國(guó)外銅材生產(chǎn)線(xiàn)。國(guó)內(nèi)銅材料加工企業(yè)康強(qiáng)電子、泰興市永強(qiáng)電子科技有限公司等采購(gòu)國(guó)內(nèi)銅材料生產(chǎn)線(xiàn)。因此，中國(guó)中低端引線(xiàn)框架材料基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。但目前我國(guó)IC封裝銅合金引線(xiàn)框架與國(guó)外相比，規(guī)格少，性能不穩(wěn)定，產(chǎn)品率低，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模小，板材狀況、殘余應(yīng)力、表面粗糙度、剪切毛刺、寬度和厚度公差、外觀(guān)方面很不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)不合格，與國(guó)外產(chǎn)品仍存在較大差距。在集成電路高端引線(xiàn)框架銅材的研究方面和生產(chǎn)方面，還存在著較大差距。主要表現(xiàn)為：一是合金材料種類(lèi)少，高強(qiáng)高導(dǎo)的引線(xiàn)框架幾乎空白；二是產(chǎn)品性能均勻性差，嚴(yán)重影響集成電路的可靠性；三是對(duì)高端帶材產(chǎn)品的應(yīng)用性能缺乏一致性及穩(wěn)定性差，缺乏系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系，影響其后序沖裁、蝕刻、電鍍、封裝和使用。這些都是制約我國(guó)高性能銅帶材整體水平提升的關(guān)鍵因素。

6.1.3 引線(xiàn)框架發(fā)展趨勢(shì)

首先是引線(xiàn)框架材料，銅合金以其高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、價(jià)格適中等特點(diǎn)，已成為引線(xiàn)框架主要材料，至今世界已開(kāi)發(fā)的銅合金牌號(hào)有100多個(gè)品種，其中日本就占有80種左右，形成自己的中強(qiáng)中導(dǎo)、高強(qiáng)中導(dǎo)、高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金系列。引線(xiàn)框架材料向超強(qiáng)型發(fā)展，抗拉強(qiáng)度達(dá)到800MPa以上；向低膨脹系數(shù)發(fā)展，線(xiàn)膨脹系數(shù)接近硅芯片，且具有良好的導(dǎo)熱性；向高強(qiáng)高導(dǎo)材料發(fā)展，強(qiáng)度大于600MPa，且導(dǎo)電率大于80%IACS，90%彎曲試驗(yàn)大于4次以上；且價(jià)格便宜的材料；第二是送料輔機(jī)，伺服送料，與智能化控制相匹配；第三是高速精密壓力機(jī)，下死點(diǎn)精度動(dòng)態(tài)精度在0.01mm以下，且快速研發(fā)“中國(guó)制造2025”高速精密壓力機(jī)產(chǎn)品；第四是模具制造：達(dá)到精密、高效、長(zhǎng)壽命、易維護(hù)特點(diǎn)；第五是智能化控制，研制高強(qiáng)高導(dǎo)相匹配的送料輔機(jī)、高速精密壓力機(jī)、精密長(zhǎng)壽命模具、實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能控制。

6.2 電機(jī)定轉(zhuǎn)子

鐵心是電機(jī)產(chǎn)品的重要部件，一般由0.35mm、0.5mm厚的硅鋼片制成，但是由于高速電機(jī)的出現(xiàn)，鐵心厚度最薄已達(dá)0.02mm,鐵心沖片是關(guān)鍵。1、電機(jī)數(shù)量。目前，中國(guó)在高速精密沖壓鐵心沖片和鐵心自動(dòng)疊鉚技術(shù)方面取得巨大進(jìn)步。鐵心的雙列直槽疊鉚、雙列帶扭槽疊鉚、三列帶扭槽疊鉚、帶扭槽及回轉(zhuǎn)疊鉚、雙回轉(zhuǎn)疊鉚、雙列大回轉(zhuǎn)疊鉚、大型外轉(zhuǎn)子鐵心帶扭槽疊鉚、定子鐵心半圓組合疊鉚、定子鐵心多塊組合疊鉚、長(zhǎng)直條定子鐵心卷圓組合疊鉚等的高速精密沖壓技術(shù)，與國(guó)外先進(jìn)水平相比毫不遜色。但是，現(xiàn)在“中國(guó)制造2025”發(fā)展規(guī)劃，使得智能車(chē)間、智能工廠(chǎng)的大量涌現(xiàn)，傳感器、電機(jī)等需求突發(fā)猛進(jìn)；加之新能源汽車(chē)的快速推進(jìn)，按有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)每個(gè)汽車(chē)需求電機(jī)120～200個(gè)，以中國(guó)2019年汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)為2572.1萬(wàn)輛和2576.9萬(wàn)輛；僅汽車(chē)需求電機(jī)就達(dá)30.9～51.5億臺(tái)。據(jù)日本有關(guān)公司介紹，正在進(jìn)行下一代汽車(chē)（XEV、HEV、PHEV、EV、FCV）等的開(kāi)發(fā)，以舒適、便利性、安心為目的的內(nèi)燃機(jī)油輪、底盤(pán)、車(chē)身等的電氣化正在進(jìn)行，電機(jī)數(shù)量更是每年大量增加。每個(gè)電機(jī)定轉(zhuǎn)子需要幾十片，汽車(chē)僅是電機(jī)需求的冰山一角，可想而知，每年需求電機(jī)的數(shù)量將是萬(wàn)億臺(tái)以上，這樣大的電機(jī)需求，就是比這大幾十倍的定轉(zhuǎn)子需求。

目前，轉(zhuǎn)速達(dá)幾萬(wàn)轉(zhuǎn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的電機(jī)的需求不斷增加。電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)越高，工作頻率越高，而工作頻率與鋼帶厚度有關(guān)。據(jù)有關(guān)資料介紹，工作頻率為400～1000Hz， 鋼 帶 厚 度 0.15mm； 工 作 頻 率 為1000～10000Hz，鋼帶厚度 0.05mm；工作頻率為3000～10000Hz，鋼帶厚度 0.02mm～0.03mm。只有晶粒取向薄帶材才能滿(mǎn)足所需厚度，也就是說(shuō)，晶粒取向硅鋼片的需求隨之急劇增加。定轉(zhuǎn)子材料的變化，必然造成輔助送料機(jī)、收料機(jī)、高速精密壓力機(jī)、定轉(zhuǎn)子模具的需求加大，研制適應(yīng)更高速度和更薄厚度材料的輔助送料機(jī)、收料機(jī)、高速精密壓力機(jī)、精度高壽命長(zhǎng)的模具，首當(dāng)其沖，智能控制生產(chǎn)線(xiàn)更是重中之重。

6.3 翅片

翅片又稱(chēng)散熱片，是空調(diào)機(jī)中的一種熱交換器零件，廣泛應(yīng)用于空調(diào)的冷凝器和蒸發(fā)器中，每臺(tái)空調(diào)機(jī)需要上百片不等。

6.3.1 材料

換熱器翅片其交換效果直接影響到空調(diào)或熱交換器的整體性能或好壞，因此必須要求制冷（制熱）效率，在材料上要求熱傳導(dǎo)性能好、重量輕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且具有一定的耐腐蝕性、安全性、環(huán)保衛(wèi)生，并且具有良好的塑性加工性能，即抗拉強(qiáng)度、延伸率好，而且看杯突實(shí)驗(yàn)值，工藝性強(qiáng)。一般使用銅箔或鋁箔。銅材的導(dǎo)熱系數(shù)是鋁的1.7，若采用銅材做換熱器翅片，換熱器的性能會(huì)比鋁材明顯提高。銅材的抗腐蝕性比鋁材高，鋁材不適合的地方必須用銅材。銅鋁材熱收縮系統(tǒng)不同，使用鋁材翅片和散熱管之間容易產(chǎn)生松動(dòng)，引起噪聲，而銅材不存在這樣問(wèn)題，但銅材因其價(jià)格貴，僅使用在特殊場(chǎng)合，即鋁材不適合使用的場(chǎng)合。一般空調(diào)使用鋁箔。但國(guó)外空調(diào)及熱換氣使用銅材很多，這就是為什么國(guó)外空調(diào)制熱（制冷）效果好，熱換氣效率高的原因。特別未來(lái)能源越來(lái)越缺，好的制冷、制熱效果節(jié)省電力，也就是節(jié)省煤炭、水利資源。鋁材又分非涂層和涂層鋁箔，涂層鋁箔是在不涂層鋁箔的基礎(chǔ)上進(jìn)行表面處理和形成的，因此涂層鋁箔性能好，但涂層厚度、均勻性、涂層質(zhì)量、涂層附著力、親水性能都對(duì)涂層鋁箔性能影響很大。

6.3.2 發(fā)展趨勢(shì)

隨著人民物質(zhì)生活的不斷提高，空調(diào)已成為家庭必需品，據(jù)有關(guān)資料顯示，2019年下半年，我國(guó)家庭空調(diào)銷(xiāo)售1.06億臺(tái)，換熱器片需求數(shù)量很大。現(xiàn)在我國(guó)各大鋁業(yè)公司都能生產(chǎn)常規(guī)鋁箔和涂層鋁箔，且大量出口，但特殊涂層和銅箔生產(chǎn)與國(guó)外差距仍然很大。目前空調(diào)越來(lái)越向小型化發(fā)展，鋁箔厚度由原來(lái)的0.15mm～0.20mm 逐漸向0.095mm～0.115mm發(fā)展，今后有可能達(dá)到0.08mm以下。使用寬度由原來(lái)的500mm增加了將近一倍。涂層鋁箔使用量逐年增加，且涂層種類(lèi)趨于多樣化，這就要求鋁箔材料市場(chǎng)企業(yè)研制更好的材料和增加涂層鋁箔及個(gè)性化鋁箔需求。同時(shí)，鋁箔材料的多樣化和空調(diào)市場(chǎng)小型化變化，更新生產(chǎn)線(xiàn)，改變工藝，提高效率，向智能化方向發(fā)展，以適應(yīng)不斷被變化的市場(chǎng)需求。為了提高換熱器制熱（制冷）效果，進(jìn)一步提高人們不斷需求生活水平，研究高質(zhì)量銅箔材料是當(dāng)務(wù)之急。而且，換熱器零件工藝及模具材料的研究也是當(dāng)務(wù)之急，只有這樣，才能滿(mǎn)足換熱器迅速增加的需求。

總之，隨著微型機(jī)器人、微型飛機(jī)、微型陀螺、微型泵、微型傳感器、微型儀器儀表、新能源汽車(chē)、各種節(jié)能空調(diào)、新材料、新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn)，如何適應(yīng)這些高速發(fā)展的科技需求，以及“中國(guó)制造2025”的需求。各企業(yè)要根據(jù)自己公司情況，著眼未來(lái)，立足當(dāng)下，要以“中國(guó)制造2025”為宗旨，以“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，質(zhì)量引領(lǐng)，綠色發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以人為本”為方針，揚(yáng)長(zhǎng)避短，制定適合自己的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)，確保自己企業(yè)的未來(lái)。根據(jù)各企業(yè)實(shí)際情況，進(jìn)行智能化改造、智能車(chē)間或智能工廠(chǎng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型和功能，不同地域、行業(yè)、企業(yè)的智能工廠(chǎng)的互聯(lián)，組成一個(gè)制造能力無(wú)所不在的智能制造系統(tǒng)，這些單機(jī)智能設(shè)備、智能生產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間及智能工廠(chǎng)可以自由動(dòng)態(tài)的組合，以滿(mǎn)足不斷變化的制造需求，智能單機(jī)設(shè)備的互聯(lián)組成智能生產(chǎn)線(xiàn)，不同的智能生產(chǎn)線(xiàn)組成智能車(chē)間，智能車(chē)間的互聯(lián)組成智能工廠(chǎng)。向“中國(guó)制造2025”方向發(fā)展，快速向工業(yè)4.0邁進(jìn)。