精（模）鍛生產(chǎn)線發(fā)展的認(rèn)識(shí)及體會(huì)

內(nèi)蒙古一機(jī)集團(tuán)富成鍛造有限責(zé)任公司技術(shù)主管/高工 韓海河

多工位高速自動(dòng)冷、溫、熱鐓鍛機(jī)精（模）鍛生產(chǎn)線 最高速度達(dá)到4000～12000件/h。其顯著特點(diǎn)是效率高、精度高，廣泛應(yīng)用于齒輪、軸承圈等盤(pán)類(lèi)零件及緊固件的大批量、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。

我公司隸屬于中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)，是國(guó)家“一五”期間156個(gè)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，是國(guó)家重要的集履帶式、輪式、軌道式重型車(chē)輛于一體的鍛造產(chǎn)業(yè)化基地。在近6 0年的發(fā)展歷程中，公司培育了以車(chē)輛鍛件、車(chē)輛覆蓋件、抽油桿等為代表的鍛壓類(lèi)產(chǎn)品，攻克掌握了閉式鍛造、精密鍛造等核心技術(shù)，特別是近年來(lái)通過(guò)能力建設(shè)與技術(shù)改造，160MN電動(dòng)螺旋壓力機(jī)、25MN高能螺旋壓力機(jī)、80k J電液錘、1～16t電液模鍛錘等生產(chǎn)線先后投入使用，極大增強(qiáng)了企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。下面，站在企業(yè)的角度，就精（模）鍛生產(chǎn)線的發(fā)展，談三點(diǎn)認(rèn)識(shí)和體會(huì)。

對(duì)我國(guó)精（模）鍛生產(chǎn)線發(fā)展的認(rèn)識(shí)

鍛壓是制造業(yè)的基礎(chǔ)，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度的重要標(biāo)志。“十一五”以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鍛壓行業(yè)精（模）鍛生產(chǎn)線也實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足的進(jìn)步，可自主穩(wěn)定生產(chǎn)40MN 以下離合器式螺旋壓力機(jī)，還可生產(chǎn)120MN熱模鍛壓力機(jī)組、125k J以下程控全液壓模鍛錘及400k J以下程控液壓對(duì)擊錘，同時(shí)能夠提供成套汽車(chē)覆蓋件沖壓生產(chǎn)線，為國(guó)內(nèi)眾多行業(yè)自主制造和創(chuàng)造及行業(yè)安全提供了保證。

與此同時(shí)，我們也認(rèn)識(shí)到，盡管我國(guó)精（模）鍛生產(chǎn)線有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)，但并未完全掌握行業(yè)高端核心技術(shù)。目前國(guó)際先進(jìn)精（模）鍛生產(chǎn)線向自動(dòng)化、柔性化和集成化方向發(fā)展；鍛壓成形技術(shù)向數(shù)字化、精密化、輕量化和高效化以及節(jié)材、節(jié)能和環(huán)保方向發(fā)展。我國(guó)鍛造企業(yè)仍以能耗高、效率低的摩擦壓力機(jī)、老式模鍛錘為主，大噸位熱模鍛壓力機(jī)、離合器式螺旋壓力機(jī)、電動(dòng)螺旋壓力機(jī)、冷（溫）鍛機(jī)械壓力機(jī)、全自動(dòng)鍛造線絕大多數(shù)是從國(guó)外引進(jìn)的。特別是冷（溫）鍛機(jī)械壓力機(jī), 國(guó)內(nèi)目前仍處于研發(fā)、試制階段。

為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有鍛造設(shè)備急需更新、改造，提高國(guó)內(nèi)熱模鍛壓力機(jī)、離合器式螺旋壓力機(jī)、電動(dòng)螺旋壓力機(jī)、冷（溫）鍛機(jī)械壓力機(jī)、特種鍛壓設(shè)備及加熱爐和全自動(dòng)鍛造線的研發(fā)、制造水平是當(dāng)務(wù)之急。

當(dāng)前精（模）鍛生產(chǎn)線發(fā)展的認(rèn)識(shí)

裝備是工藝實(shí)現(xiàn)的前提之一，歐洲精（模）鍛生產(chǎn)線的發(fā)展代表著當(dāng)今世界上最先進(jìn)水平，有著悠久歷史，引領(lǐng)著這一領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，且都能緊跟制造技術(shù)發(fā)展的需要，不斷進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，使得其始終保持著活力。

（1）電動(dòng)螺旋壓力機(jī)及系列高性能全自動(dòng)鍛造壓力機(jī)精（模）鍛生產(chǎn)線 電動(dòng)螺旋壓力機(jī)由德國(guó)米勒萬(wàn)家頓股份公司于1963年首先開(kāi)發(fā)成功。電動(dòng)機(jī)專(zhuān)為頻繁開(kāi)關(guān)及正反轉(zhuǎn)運(yùn)行而設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子與螺桿直接聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)滑塊進(jìn)行鍛打。由于取消了中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減少了摩擦損耗，能量利用率高。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，維修工作量少，運(yùn)行安全，使用壽命長(zhǎng)。為減少電動(dòng)機(jī)起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響，20世紀(jì)80年代，該公司開(kāi)發(fā)成功了變頻控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提升了設(shè)備的適用性。該公司最新開(kāi)發(fā)成功系列高性能全自動(dòng)鍛造壓力機(jī)，其設(shè)備的特點(diǎn)為：滑塊行程次數(shù)高，適合大批量生產(chǎn)；配備三維送料系統(tǒng)，強(qiáng)制同步，動(dòng)態(tài)性能穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)鍛造過(guò)程自動(dòng)化；機(jī)身縱向、橫向剛度大，變形?。黄妮S、雙連桿驅(qū)動(dòng)方式、X形導(dǎo)軌及上下頂桿，保證獲得高的鍛件精度；可對(duì)全部動(dòng)作進(jìn)行編程、監(jiān)控，適合黑色及有色金屬鍛造。

（2）程控電液錘精（模）鍛生產(chǎn)線 電液錘采用進(jìn)油打擊原理，打擊能量可在額定范圍的1%～100% 之間預(yù)置，打擊過(guò)程實(shí)現(xiàn)了程控。程控電液錘價(jià)格低，使用靈活方便，特別適合多品種、中小批量鍛件的生產(chǎn)，是許多歐洲鍛造企業(yè)目前普遍采用的一種鍛造設(shè)備。

（3）多工位高速自動(dòng)冷、溫、熱鐓鍛機(jī)精（模）鍛生產(chǎn)線 最高速度達(dá)到4000～12000件/h。其顯著特點(diǎn)是效率高、精度高，廣泛應(yīng)用于齒輪、軸承圈等盤(pán)類(lèi)零件及緊固件的大批量、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。典型的自動(dòng)線結(jié)構(gòu)如附圖所示。

（4）德國(guó)SMS公司、俄羅斯EUMCO公司等生產(chǎn)的曲柄機(jī)械壓力機(jī)機(jī)精（模）鍛生產(chǎn)線 該類(lèi)型壓力機(jī)以滑塊行程次數(shù)高，機(jī)身縱向、橫向剛度大，變形小，能保證獲得高的鍛件精度而成為如今普通熱模鍛工藝的首選設(shè)備，其不足是設(shè)備價(jià)格昂貴，一次性投資大。

在國(guó)內(nèi)眾多的鍛造企業(yè)中，東風(fēng)鍛造、上汽愛(ài)知鍛造的生產(chǎn)設(shè)備基本上都是熱模鍛壓力機(jī)，東風(fēng)鍛造擁有18～120MN全系列的熱模鍛壓力機(jī)，上汽愛(ài)知鍛造擁有63MN、50MN等系列的熱模鍛壓力機(jī)；一汽鍛造、重汽鍛造的生產(chǎn)設(shè)備則以模鍛錘為主，但在后期的技術(shù)升級(jí)改造時(shí)購(gòu)置了部分熱模鍛壓力機(jī)，一汽鍛造現(xiàn)有兩臺(tái)國(guó)產(chǎn)125MN熱模鍛壓力機(jī)半自動(dòng)生產(chǎn)線，重汽鍛造2010年引進(jìn)了125MN和80MN全自動(dòng)鍛造線各一條。國(guó)內(nèi)在用的生產(chǎn)線多為單機(jī)手動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線，自動(dòng)化程度低，生產(chǎn)效率不高，2010年，重汽鍛造廠及剛發(fā)展起來(lái)的山東恒潤(rùn)鍛造和桂林福達(dá)鍛造公司，從歐洲進(jìn)口的曲軸、前軸全自動(dòng)鍛造線在裝備上應(yīng)該是目前國(guó)內(nèi)最高水平的，每個(gè)生產(chǎn)工位都配置了多關(guān)節(jié)機(jī)器手，基本上實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化生產(chǎn)，極大地改善了作業(yè)環(huán)境和降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。內(nèi)蒙一機(jī)集團(tuán)富成鍛造公司為了降低能耗，在鍛造線末道工序還同步配置了控溫冷卻、等溫正火多功能熱處理生產(chǎn)線，最大限度地實(shí)現(xiàn)了鍛造余熱的再利用，有效地降低了能耗。

精（模）鍛生產(chǎn)線發(fā)展的趨勢(shì)認(rèn)識(shí)

從市場(chǎng)發(fā)展和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的角度看，當(dāng)前和后續(xù)精（模）鍛生產(chǎn)線發(fā)展呈現(xiàn)四方面趨勢(shì)：

一是精（模）鍛生產(chǎn)線由機(jī)械化向數(shù)字化轉(zhuǎn)化。近年來(lái)，由于市場(chǎng)需求的多樣化，加上機(jī)械和控制技術(shù)的進(jìn)步，促使金屬板料無(wú)模成形有了新發(fā)展。目前典型的板料無(wú)模成形方法有旋壓成形、成形錘漸進(jìn)成形、多點(diǎn)成形和數(shù)字化漸進(jìn)成形。數(shù)字化漸進(jìn)成形技術(shù)可以直接應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、航空航天飛行器、醫(yī)療器械等產(chǎn)品的制造上。

二是精（模）鍛生產(chǎn)線由粗放型向低耗、高效、環(huán)保方向發(fā)展。我國(guó)鍛壓生產(chǎn)長(zhǎng)期以來(lái)處于一種粗放狀態(tài)，以能源消耗高、材料利用率低、環(huán)境影響嚴(yán)重為主要特點(diǎn)。為適應(yīng)科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展的理念，對(duì)精（模）鍛生產(chǎn)線提出了更高的要求，重點(diǎn)研究高效電感應(yīng)加熱技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)、新型結(jié)構(gòu)節(jié)能型鍛造工業(yè)窯爐及自動(dòng)控制技術(shù)。鍛造加熱和鍛后熱處理是鍛造能耗的重要工序，提高加熱效率是降低加熱成本和能耗的主要途徑。使用液壓動(dòng)力頭對(duì)蒸汽、空氣錘進(jìn)行改造或替代是鍛造行業(yè)節(jié)能、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要途徑。開(kāi)發(fā)和研制可靠精確的測(cè)量系統(tǒng)同樣顯得非常重要。

三是精（模）鍛生產(chǎn)線全自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)。鍛造環(huán)境下的全自動(dòng)化操作技術(shù)與高效鍛造裝備技術(shù)已成為鍛造行業(yè)發(fā)展的整體趨勢(shì)。我國(guó)需集中精力研究生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)，包括送料和鍛造機(jī)器人，同時(shí)要延長(zhǎng)夾爪壽命，減少更換，提高穩(wěn)定生產(chǎn)能力。

四是研發(fā)大轉(zhuǎn)矩伺服驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)趨勢(shì)。鍛壓機(jī)械采用伺服驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，將滑塊的運(yùn)動(dòng)特性數(shù)控化，可任意滿足各種體積成形和板材成形工藝需要，實(shí)現(xiàn)柔性、節(jié)能和綠色制造。這種智能型鍛壓裝備——伺服壓力機(jī)，已成為新的發(fā)展趨勢(shì)。

日本較早開(kāi)發(fā)伺服壓力機(jī)，已有十幾年歷史，有多家公司推出了伺服螺旋壓力機(jī)、伺服機(jī)械壓力機(jī)、伺服液壓機(jī)和伺服折彎?rùn)C(jī)等系列產(chǎn)品；近年德國(guó)和國(guó)內(nèi)企業(yè)也推出了伺服機(jī)械壓力機(jī)，韓國(guó)企業(yè)推出了伺服液壓機(jī)。這些企業(yè)采用的均為交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，造價(jià)較高，尤其是大功率伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不僅價(jià)格昂貴，且被國(guó)外壟斷封鎖，國(guó)內(nèi)還不能研制生產(chǎn)該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，靠進(jìn)口難于配套。

當(dāng)前，我國(guó)正面臨“全球制造中心、世界工廠”的角色轉(zhuǎn)型，企業(yè)在加快科學(xué)發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐很快，但精（模）鍛生產(chǎn)線的發(fā)展和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距，在后續(xù)的發(fā)展中，需要繼續(xù)融入行業(yè)、融入市場(chǎng)，不斷掌握新技術(shù)，大力研發(fā)新產(chǎn)品，加快推動(dòng)鍛壓企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。同時(shí)，也期望中國(guó)鍛壓科研院所同企業(yè)攜手合作，攻堅(jiān)克難，加速研發(fā)新型鍛壓裝備，托起我國(guó)鍛壓行業(yè)更加輝煌燦爛的明天！