我國(guó)鍛造設(shè)備路向何方

文/李澤大，慕明政?山東金辰機(jī)械股份有限公司

我國(guó)鍛造設(shè)備路向何方

文/李澤大，慕明政?山東金辰機(jī)械股份有限公司

我國(guó)已然是鍛造大國(guó)，但距離鍛造強(qiáng)國(guó)還有相當(dāng)大的差距，要想邁進(jìn)鍛造強(qiáng)國(guó)的門(mén)檻，就必須升級(jí)鍛造設(shè)備、提升鍛造工藝水平，積極探索鍛造工業(yè)化與信息化有效融合的途徑。

鍛造作為一種傳統(tǒng)的塑性加工工藝，利用材料的可塑性，通過(guò)鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形從而獲得一定形狀和尺寸并具有一定機(jī)械性能的零件。隨著汽車(chē)行業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，鍛造行業(yè)的發(fā)展也非常迅速，同時(shí)也給鍛造設(shè)備的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。

我國(guó)鍛造行業(yè)的現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)迅速崛起，產(chǎn)銷(xiāo)量連創(chuàng)新高。目前從市場(chǎng)來(lái)看，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀痪薮?。汽?chē)的許多零件都是鍛件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、傘齒輪、傳動(dòng)軸等。凡是承受復(fù)雜載荷、轉(zhuǎn)速較高的零件都優(yōu)先采用鍛件。

目前，我國(guó)鍛造行業(yè)進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展時(shí)期，裝備、技術(shù)有了一定的積累，但是高端核心技術(shù)和國(guó)外相比仍然有很大差距。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)擁有各類(lèi)鍛造設(shè)備40000余臺(tái)，其中自由鍛設(shè)備數(shù)量約占80%，模鍛設(shè)備數(shù)量約占20%。然而2008年我國(guó)自由鍛件產(chǎn)量約128萬(wàn)噸，模鍛件產(chǎn)量約382萬(wàn)噸，自由鍛設(shè)備數(shù)量是模鍛設(shè)備數(shù)量的4倍，而產(chǎn)量?jī)H為模鍛件的1/3。模鍛設(shè)備的生產(chǎn)效率遠(yuǎn)高于自由鍛設(shè)備，而模鍛設(shè)備占比較低在很大程度上拉低了鍛件的生產(chǎn)效率。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)鍛造企業(yè)的產(chǎn)量在逐年上升，出口量增加，憑借鍛件生產(chǎn)數(shù)量在國(guó)際上贏得了“鍛造大國(guó)”的稱(chēng)號(hào)，但是復(fù)雜模鍛件的生產(chǎn)工藝仍相對(duì)落后。汽車(chē)領(lǐng)域所需的復(fù)雜模鍛件仍靠進(jìn)口。總體來(lái)看我國(guó)鍛造行業(yè)技術(shù)相對(duì)落后，鍛件品質(zhì)不高。

我國(guó)鍛造設(shè)備的現(xiàn)狀

大部分先進(jìn)高效的鍛造設(shè)備都不是我國(guó)自己獨(dú)立設(shè)計(jì)制造的，其中最通用的幾大類(lèi)設(shè)備的生產(chǎn)制造水平也落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。在我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的鍛造設(shè)備中，部分設(shè)備的結(jié)構(gòu)仍沿用德國(guó)20世紀(jì)中后期的結(jié)構(gòu)，缺少創(chuàng)新和改進(jìn)，缺少現(xiàn)代技術(shù)和工藝。這些設(shè)備的質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是加工和裝配質(zhì)量遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。

自由鍛與熱模鍛方面

大型自由鍛造設(shè)備的產(chǎn)能過(guò)剩，設(shè)備布局分散，利用率極低，機(jī)械化、自動(dòng)化程度低，鍛件加工余量大，工人勞動(dòng)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大。在汽車(chē)大型模鍛件的自動(dòng)化鍛造方面，只有一汽、東風(fēng)、重汽等少數(shù)大公司從國(guó)外整套引進(jìn)熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線；我國(guó)絕大部分中小企業(yè)仍采用模鍛錘和壓力機(jī)模鍛相結(jié)合的格局，自動(dòng)化程度低；中小模鍛件的生產(chǎn)仍然是模鍛錘占多數(shù)，基本上是人工操作，錘上模鍛機(jī)械手應(yīng)用的很少；高速自動(dòng)熱鍛機(jī)主要依賴(lài)進(jìn)口。

精鍛方面

精密鍛造技術(shù)與機(jī)械加工相比，冷鍛件、精鍛件可顯著降低成本、節(jié)約原料。正因如此，一些發(fā)達(dá)國(guó)家都在大力發(fā)展精密鍛造技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家鍛造設(shè)備可以生產(chǎn)質(zhì)量公差小于±1%的轎車(chē)精密連桿，對(duì)通常只有8kg的連桿而言，這就意味著鍛件厚度差必須控制在±0.1mm以?xún)?nèi)，這對(duì)數(shù)千噸級(jí)鍛造設(shè)備的要求非常高；而我國(guó)一般只能達(dá)到±2%～±3%的厚度差；發(fā)達(dá)國(guó)家大量轎車(chē)零件在專(zhuān)用的大型冷、溫鍛壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)冷鍛、溫鍛（每輛轎車(chē)約有50kg的冷鍛件），鍛件直徑方向上的精度可達(dá)0.02mm、同心度不大于0.05mm。零件機(jī)加工余量?jī)H留0.3mm的磨削量，真正實(shí)現(xiàn)了凈形加工。發(fā)達(dá)國(guó)家，精鍛技術(shù)已在汽車(chē)制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。但是我國(guó)由于缺少大型冷鍛、溫鍛設(shè)備，以及模具壽命較低等條件的限制，溫鍛件與冷鍛件占比偏小。

鍛造設(shè)備的發(fā)展方向

市場(chǎng)需求

市場(chǎng)需求決定發(fā)展方向，我國(guó)大部分鍛造企業(yè)還在使用螺旋壓力機(jī)，據(jù)了解，全國(guó)300t以上的螺旋壓力機(jī)有七千四百多臺(tái)，且正以每年幾百臺(tái)的數(shù)量增加，因此我國(guó)還有相當(dāng)一部分企業(yè)在生產(chǎn)螺旋壓力機(jī)。而德國(guó)、日本這兩大汽車(chē)鍛件生產(chǎn)國(guó)在鍛件生產(chǎn)中以熱模鍛壓力機(jī)和電液錘為主。我國(guó)的鍛造行業(yè)相比德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家落后近20年，因此在熱模鍛方面，未來(lái)20年內(nèi)熱模鍛壓力機(jī)和電液錘將成為我國(guó)各鍛造設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展方向。

自動(dòng)化

近幾年，機(jī)械行業(yè)招工難已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。隨著大學(xué)擴(kuò)招，每年畢業(yè)的大學(xué)生數(shù)量也在急劇增長(zhǎng)，而職業(yè)技術(shù)學(xué)院的學(xué)生數(shù)量在逐年減少，絕大多數(shù)的大學(xué)生“志存高遠(yuǎn)”，不屑于進(jìn)入機(jī)械加工車(chē)間做一線工人，寧肯在辦公室做月薪2000元的白領(lǐng)，也不愿到車(chē)間做月薪4000元的藍(lán)領(lǐng)。鍛造行業(yè)環(huán)境（噪聲、振動(dòng)、煙霧污染、熱輻射、易灼傷等）比較惡劣，招工更是難上加難?，F(xiàn)在民營(yíng)企業(yè)車(chē)間里幾乎很少見(jiàn)到80后、90后的年輕工人。生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)控化是解決這一問(wèn)題的唯一途徑。

精密鍛造技術(shù)

精密鍛造技術(shù)作為一種高效、節(jié)材的加工方法，受到越來(lái)越多企業(yè)的重視?？墒桥c工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)在精密鍛造設(shè)備方面還有相當(dāng)大的差距。國(guó)產(chǎn)精密鍛造設(shè)備存在的不足日益凸顯，其中擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用鍛造設(shè)備多處于較低的水平。為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中擁有盡可能多的份額，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為當(dāng)前急需集中力量發(fā)展精密鍛造設(shè)備。

發(fā)展方向

鍛造設(shè)備短期發(fā)展方向主要有以下三點(diǎn)：

⑴精密鍛造設(shè)備的研發(fā)，包括精密棒料剪斷機(jī)、精密鍛造壓機(jī)的研發(fā)，特別是溫鍛壓機(jī)、冷鍛壓機(jī)的研發(fā)。

⑵鍛造壓力機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)鍛造生產(chǎn)線操作無(wú)人化。鍛件的物料搬運(yùn)包括機(jī)器人搬運(yùn)和伺服步進(jìn)梁搬運(yùn)。目前我公司正為寧波用戶(hù)研發(fā)四工位步進(jìn)梁送料的溫鍛生產(chǎn)線。

⑶具有現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互聯(lián)、互動(dòng)操作等現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，落實(shí)鍛造工業(yè)化與信息化的有效融合，這是鍛造壓力機(jī)生產(chǎn)線控制技術(shù)的發(fā)展方向。

結(jié)束語(yǔ)

日本、德國(guó)、美國(guó)以及韓國(guó)的汽車(chē)工業(yè)非常發(fā)達(dá)，不僅得益于其鍛造技術(shù)的先進(jìn)性，更得益于其領(lǐng)先的鍛造裝備。在這些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，萬(wàn)噸重型鍛造液壓機(jī)、鍛造操作機(jī)、物料搬運(yùn)機(jī)器人（機(jī)械手）等裝置實(shí)現(xiàn)了高度集成。中小型鍛件多采用伺服多工位送料鍛造生產(chǎn)線，大型汽車(chē)零件多采用多工位熱模鍛壓機(jī)為主體的自動(dòng)化生產(chǎn)線，取代原有的模鍛錘。

隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，特別是以轎車(chē)為代表的汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，決定了未來(lái)10年仍將是我國(guó)鍛造企業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)期。我國(guó)鍛造行業(yè)的發(fā)展，離不開(kāi)鍛造設(shè)備制造企業(yè)的大力支撐。鍛造設(shè)備制造企業(yè)必須掌握核心技術(shù)，以自動(dòng)化、高效率、精密、環(huán)保節(jié)能為發(fā)展方向，用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)行業(yè)，實(shí)現(xiàn)兩化結(jié)合，推動(dòng)我國(guó)鍛造技術(shù)及裝備的發(fā)展與升級(jí)。