沉头孔的加工方法一般为钻孔加工和沉孔加工。精冲沉孔工艺是利用成形凸模在料带表面压出与之相似的凹陷形状，从而获得沉孔的加工方法，原理与普冲类似，只不过在精冲模具上工况更加复杂。本文将结合圆锥形沉孔在精冲生产中遇到的问题进行分析，并提出解决方法。产品介绍
Plate latch 齿板是用在乘用车电动座椅上进行前后滑动的结构件。产品上的圆锥形沉孔用于产品的定位以及安装。产品示意图如图1 所示，圆锥孔尺寸如图2 所示。
尺寸及精度分析
⑴原材料厚度2.4mm，沉孔直径尺寸φ3.55mm ≥0.6 倍的料厚，可以精冲。
⑵沉孔精度±0.05mm，接近精冲的经济能力极限(±0.03mm)，精度可以保证。⑶根据VDI-3345 技术规程，按照料厚2.4mm 对标φ3.55mm 的精度为IT7(公差为10μm)刚好可以满足图纸要求，但是此孔处实际材料厚度为1mm，会增加制造难度。
初步工艺确定
鉴于此孔是用于安装和定位的产品基准孔，并有检验球高度的要求，沉头深度较深，因此工艺路线初定为：预冲孔→成形锥形→精切底孔，如图3 所示。
第一步的冲切方向从上往下，第二、三步冲切方向从下往上。第一步和第三步的冲切废料分别从模具下方和上方出模。精冲机是上机台固定，下机台浮动式，与普冲刚好倒过来。模具结构
此产品的模具是浮动凹模式级进模具，开模状态下凹模组件由下模油缸及顶杆的作用浮起，模具闭合时，在上模压边力的推动下，凹模板与垫板闭合，同时成形冲头完成成形工作。在成形的整个过程里，带料始终处于上下模板的夹紧之中。同时，浮动式凹模结构可以将成形冲头在开模时隐藏到模板中，起到保护作用。模具开模状态及闭合状态如图4 和图5 所示。
成形工艺及模具结构分析
根据《简明精冲手册》以及《精冲工艺图解》，沉头深度小于40%料厚的时候才可以采用这种成形方式，然而这个产品的沉头深度已经达到了80%料厚，材料的局部流动剧烈，增加了成形的难度。另外，采用这个工艺的关键问题在于：如何确认预冲孔过程的冲头直径。预冲孔冲头直径大了，冲切的材料过多，无法预留出足够用于成形的材料。成形高度可以满足，但是最后的精切会切不到材料，底孔直径φ3.55mm 无法保证尺寸及精度。
预冲孔冲头直径小了，会导致成形时材料积压，成形时受到更多的对抗力，无法保证成形深度。首先通过最终的产品处沉孔形状，计算出沉孔处的体积V1，然后预留出精切时的材料体积V2，即得到第二步成形后的体积为V3，然后按照5%左右的体积损失经验，计算出第一步预冲孔后的体积V4。即V4×95%=V3 =V1+V2最终估算出预冲孔的直径为φ3.6mm，虽然通过以上方法可以推算出预冲孔的直径，但是在实际的精冲成形过程中，料带会往外扩展，无法得到精确的计算值，需要找到另一种更加可靠的方法进行确认和比较。
模拟仿真
目前CAE 技术在普冲、锻造和注塑生产中已经得到了广泛地应用，例如有Dynaform、Deform、Moldflow 等优秀的仿真软件。精冲是材料在三向压应力状态下发生的塑性变形过程，因此并没有专业的模拟软件进行仿真分析，所以CAE 分析软件在精冲中并未得到广泛的应用，据了解，国内的很多精冲厂家甚至还处于2D 建模状态，开模效率和试制成功率较低，生产成本和周期较长。
建立仿真3D 造型
仿真模型如图6 所示，第一步的预冲孔冲头直径采用计算所得的φ3.6mm，产品形状呈轴对称，因此采取建立1/4 模型的方式，用以减轻计算机的运算负担。料带的网格数量为20 万，并在沉孔处增加了更多的网格细分处理。
仿真环境设置
网格划分后，需要对网格材料属性进行定义，断裂值，体积补偿，还需要定义物件之间的接触，运动，压力等其他细节。根据类似产品的实际生产经验和计算，每一步都设置了合理的压力状态，这里不在赘述。有一点需要说明一下，就是第一步建立料带模型，第二、三步分别在上一步完成模拟后的料带网格基础上再进行模拟。
仿真结果
模拟的前100 步为预冲孔，这里主要观察第二步成形过程，材料流动如图7 所示。
我们可以看到，整个成形过程中，预冲孔附近的材料向外和向下不断扩展，但成形冲头接近成形完成时，才将向下扩展的材料一并向内收缩，完成成形过程。整个成形过程材料流动和压力状态均正常，预切冲头的直径合理。
