劉振堂

（濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司，山東 濟(jì)南 250022）

1 前言

鍛壓機(jī)械行業(yè)作為裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)之一，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。尤其是在“十一五”期間，為裝備制造業(yè)提供了急需的眾多的重大成套裝備，通用鍛壓設(shè)備技術(shù)和品種發(fā)展喜人，為國(guó)內(nèi)眾多行業(yè)的自主制造和創(chuàng)造及行業(yè)安全提供了保證。

2 鍛壓機(jī)械行業(yè)概況

近年來(lái)，我國(guó)鍛壓機(jī)械體積成形設(shè)備和鈑金加工設(shè)備平行發(fā)展，各種中小型鍛壓機(jī)械規(guī)格品種齊全，數(shù)量增長(zhǎng)，整體水平和數(shù)控化率提高很快，滿足了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，并已經(jīng)大量出口。

2.1 行業(yè)宏觀數(shù)據(jù)

2010年，國(guó)產(chǎn)鍛壓機(jī)床261488臺(tái)，同比增長(zhǎng)18.0%；鍛壓機(jī)械總產(chǎn)值407.5億元人民幣，同比增長(zhǎng)42.2%,為歷史最高值,占機(jī)床行業(yè)總產(chǎn)值的30%。2010年生產(chǎn)數(shù)控鍛壓機(jī)床12207臺(tái)，增長(zhǎng)8.1%。根據(jù)國(guó)內(nèi)40家鍛壓機(jī)械重點(diǎn)聯(lián)系企業(yè)上報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)控產(chǎn)品數(shù)量占全部產(chǎn)品的6%，產(chǎn)值占全部產(chǎn)品的40%。數(shù)控產(chǎn)品數(shù)量占比增長(zhǎng)緩慢。

2010年，鍛壓機(jī)床出口5.69億美元，同比增長(zhǎng)24.48%；數(shù)控鍛壓機(jī)床出口1.1億美元,同比增長(zhǎng)34.4%；鍛壓機(jī)床進(jìn)口19.0億美元，同比增長(zhǎng)42.4%；其中，數(shù)控鍛壓機(jī)床進(jìn)口10.1億美元，同比增長(zhǎng)43.0%。

各類鍛壓機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量快速增長(zhǎng)，到2010年年產(chǎn)值500萬(wàn)元以上企業(yè)460多家。全行業(yè)從業(yè)人員約10萬(wàn)人。

2.2 鈑金機(jī)械

鈑金機(jī)械可以分為卷材預(yù)處理設(shè)備和加工成形設(shè)備。卷材預(yù)處理設(shè)備主要是指開(kāi)卷矯平縱剪收卷生產(chǎn)線、開(kāi)卷矯平橫剪板料碼垛生產(chǎn)線。近年來(lái)，由于我國(guó)卷材使用量激增，卷材預(yù)處理設(shè)備規(guī)格、品種、數(shù)量增長(zhǎng)很快，技術(shù)水平快速提高，基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。這些設(shè)備除最終用戶采購(gòu)?fù)猓罅抗?yīng)板材配送中心?？商幚戆宀暮穸?.3mm～25mm。

機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、高速壓力機(jī)、卷板機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床、剪折機(jī)床、輥彎成形生產(chǎn)線等鈑金加工設(shè)備在加工精度、可靠性、技術(shù)指標(biāo)、節(jié)能減排、宜人性等方面都有明顯的進(jìn)步，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力都大大提高。尤其是薄板加工設(shè)備，許多企業(yè)能提供復(fù)合加工機(jī)、加工單元、自動(dòng)化生產(chǎn)線和柔性生產(chǎn)線；量大面廣的鈑金三大件數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床、折彎?rùn)C(jī)、剪板機(jī)性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

我國(guó)輸油管線建設(shè)、大型工程機(jī)械、船舶制造、車輛制造等推動(dòng)了我國(guó)大重型數(shù)控剪折設(shè)備、型材彎曲設(shè)備、重型卷板機(jī)、船板壓機(jī)、大型多工位壓力機(jī)等一大批具有國(guó)際先進(jìn)水平的新、特、大鍛壓設(shè)備的問(wèn)世。鈑金加工的新技術(shù)裝備——激光切割機(jī)增長(zhǎng)迅猛，國(guó)內(nèi)稍有規(guī)模的鈑金機(jī)械制造企業(yè)都研發(fā)了激光切割機(jī)。2010年，我國(guó)生產(chǎn)千瓦以上的大功率激光切割機(jī)1000多臺(tái)，成為我國(guó)鈑金機(jī)械快速增長(zhǎng)的亮點(diǎn)。激光切割機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)形態(tài)、輔機(jī)設(shè)備、加工工件、使用場(chǎng)合都和數(shù)控沖剪機(jī)床相同，因此，至少目前歸類于鍛壓設(shè)備管理是合理的。

目前，山東濟(jì)南、江蘇揚(yáng)州已經(jīng)成為我國(guó)鈑金機(jī)械產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，整體看其創(chuàng)新能力、產(chǎn)品技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，具有良好的發(fā)展前景。

2.3 鍛造機(jī)械

近年來(lái)，以新工藝為導(dǎo)向，滿足新工藝要求的特殊結(jié)構(gòu)特殊功能的鍛壓設(shè)備也不斷出現(xiàn)。比如，等溫鍛造設(shè)備、熱沖壓設(shè)備、電磁成形機(jī)、特殊材料鍛壓設(shè)備等。

發(fā)電設(shè)備、大飛機(jī)、船舶、軍機(jī)、航天、車輛等的快速發(fā)展，極大地推動(dòng)了我國(guó)大重型鍛造、擠壓設(shè)備的進(jìn)步，我國(guó)已成為世界上擁有重型自由鍛造液壓機(jī)、重型模鍛液壓機(jī)噸位最大、數(shù)量最多的國(guó)家。而且，模鍛液壓機(jī)的噸位還將被再度刷新。

以程控液壓錘為代表,使鍛錘類設(shè)備在節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、數(shù)控化發(fā)展方向上取得了巨大進(jìn)步。同樣，螺旋壓力機(jī)采用數(shù)控技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)技術(shù)，成為打擊能量、下死點(diǎn)位置精確可控的電動(dòng)螺旋壓力機(jī)。青島青鍛鍛壓機(jī)械有限公司正在為國(guó)內(nèi)用戶景航公司制造80000kN電動(dòng)螺旋壓力機(jī)。

我國(guó)已經(jīng)能夠制造激光測(cè)量輾軋過(guò)程自動(dòng)控制的重型輾環(huán)機(jī)，可輾軋直徑10m環(huán)件。熱模鍛壓力機(jī)、平鍛機(jī)、自動(dòng)冷鐓機(jī)、輥鍛機(jī)、擴(kuò)輾機(jī)等各類鍛造設(shè)備采用新的控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)，規(guī)格擴(kuò)展、產(chǎn)品技術(shù)水平有了很大提高。用戶具有很大的設(shè)備選擇余地。

2.4 其他

目前，數(shù)控彎管機(jī)、鉚接機(jī)、旋壓機(jī)、擺輾機(jī)、徑向鍛造機(jī)等小門(mén)類產(chǎn)品也有較多的制造企業(yè)，產(chǎn)品水平也能達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。過(guò)去，建筑用線材加工設(shè)備只有建筑工地用的矯直切斷機(jī)和彎曲機(jī)，2006年國(guó)內(nèi)研發(fā)了鋼筋成套加工設(shè)備，用于鋼筋建筑構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)，可為建筑工地配送鋼筋構(gòu)件。

3 重大設(shè)備成果

“十一五”期間我國(guó)重型鍛造設(shè)備成就可圈可點(diǎn)，重大鍛壓裝備不斷問(wèn)世，規(guī)格性能不斷刷新，為我國(guó)大飛機(jī)、軍機(jī)、發(fā)電設(shè)備、大型高壓化工容器、船舶、車輛等制造提供了基礎(chǔ)條件。使這些行業(yè)在很多方面擺脫了國(guó)外壟斷企業(yè)的制約，加快了裝備制造步伐，提高了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

3.1 重型鍛造設(shè)備

表1所示重大裝備，除185MN自由鍛造油壓機(jī)為中外聯(lián)合制造外，均為我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造。有許多使用國(guó)外技術(shù)或規(guī)格小于150MN的投產(chǎn)或在建鍛造液壓機(jī)、擠壓機(jī)等沒(méi)有列入表中。和國(guó)外比較，目前我國(guó)重型自由鍛造液壓機(jī)和模鍛液壓機(jī)保有量居世界首位，估計(jì)其他重型鍛造設(shè)備保有量也在世界前列。由此可見(jiàn)我國(guó)鍛壓機(jī)械行業(yè)的發(fā)展速度。

3.1.1 165MN自由鍛造油壓機(jī)

表1 “十一五”期間及2011年投產(chǎn)或在建部分重大裝備項(xiàng)目一覽表

這臺(tái)165000kN自由鍛造油壓機(jī)（圖1）由中國(guó)重型機(jī)械研究院自主開(kāi)發(fā)研制，機(jī)器最大的特點(diǎn)就是采用48臺(tái)泵裝置直接驅(qū)動(dòng)油壓系統(tǒng)，系統(tǒng)最高壓力為35MPa，最大壓力流量22800L/min,低壓充液流量71000L/min。壓機(jī)行程控制精度±1.5mm。設(shè)備總高度24.675m，地面以上高度18m，水平面投影輪廓11.5m×37m。全應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)。最大零件重量360t。運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量850×103Kg。壓力分級(jí)55/110/165MN，回程力22MN，柱塞行程3.5m，壓機(jī)凈空距8m，自由鍛件單件最大600t。配套630t·m操作機(jī)。鍛造次數(shù)見(jiàn)表2所示。

圖1 165MN自由鍛造油壓機(jī)

表2 自由鍛造油壓機(jī)鍛造次數(shù)

3.1.2 185MN自由鍛造油壓機(jī)

德國(guó)威普克-潘克公司設(shè)計(jì)、中信重工制造的這臺(tái)185MN巨型鍛壓設(shè)備（圖2），總重達(dá)4000多t，地面高度有20m；地下深度7.5m；移動(dòng)工作臺(tái)長(zhǎng)寬為13m×5.4m；凈空高度8.5m；活動(dòng)梁行程4.2m，最大鐓粗力18500t。這是世界有史以來(lái)已建造過(guò)的20多臺(tái)萬(wàn)噸級(jí)液壓機(jī)中最大的一臺(tái)，可以鍛造目前世界最大的600t級(jí)以上的特大鋼錠。

圖2 中信重工185MN自由鍛油壓機(jī)

由于整機(jī)機(jī)組采用了德國(guó)改進(jìn)型正弦傳動(dòng)系統(tǒng)（PMSD），20臺(tái)RX500泵最大能提供15000kW的容量，實(shí)現(xiàn)了液壓直傳泵控技術(shù)，比傳統(tǒng)鍛造壓機(jī)所用的泵-蓄勢(shì)器傳動(dòng)型式節(jié)能高達(dá)30%以上。PMSD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)鍛造過(guò)程無(wú)沖擊的平滑過(guò)渡，柔和鍛造，并在鍛造不同鋼種、不同形式鍛件所需各種工序時(shí)可遙控快速換砧，因而達(dá)到最佳效果，工作效率和自動(dòng)化程度達(dá)到新的高度。在鍛造力為110MN時(shí)，鍛造次數(shù)大于44min-1。在2缸運(yùn)行時(shí)鍛造速度每分鐘最高達(dá)66次，工作效率是同規(guī)格普通水壓機(jī)的3倍，在自動(dòng)化控制技術(shù)上也達(dá)到了世界頂級(jí)水平。

與這臺(tái)巨型油壓機(jī)配套的是一臺(tái)德國(guó)DDS公司制造的世界上夾持力矩最大的750t·m的鍛造操作機(jī)，通過(guò)電腦程序?qū)崿F(xiàn)油壓機(jī)與操作機(jī)聯(lián)動(dòng)控制，旋轉(zhuǎn)精度誤差±0.5mm。

3.1.3 360MN黑色金屬垂直擠壓機(jī)

2009年7月13日，中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)北方重工公司建造的360000kN垂直擠壓機(jī)（圖3）和1.5萬(wàn)噸穿孔制坯機(jī)生產(chǎn)線經(jīng)過(guò)近三年的建設(shè)，負(fù)荷熱調(diào)試成功。該生產(chǎn)線可以生產(chǎn)直徑1270mm、壁厚最大300mm的厚壁鋼管，幾乎可以擠壓成形目前已有的所有黑色金屬材料。

圖3 3.6萬(wàn)t黑色金屬垂直擠壓機(jī)在裝料試車

圖4 80MN雙柱式快速自由鍛造液壓機(jī)

360工程是我國(guó)獨(dú)立自主研制建造的國(guó)家戰(zhàn)略性大型裝備，幾乎集中了國(guó)內(nèi)各方面的專家學(xué)者，克服了大量的技術(shù)難點(diǎn)，獲得巨大成功。360項(xiàng)目開(kāi)創(chuàng)性地運(yùn)用預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞和部分坎合技術(shù),成功研制了目前世界上最大的3.6萬(wàn)t黑色金屬垂直擠壓機(jī)和1.5萬(wàn)t穿孔制坯機(jī)，開(kāi)創(chuàng)了一條重型裝備制造的嶄新技術(shù)路線,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在此領(lǐng)域的重大跨越。

該裝備成功試車的消息傳出，一種我國(guó)核電、大型火電項(xiàng)目急需的耐高溫、高壓大口徑厚壁特種P92鋼管，價(jià)格從每噸12萬(wàn)元，一下降到每噸7萬(wàn)元。

3.1.4 80MN快鍛油壓機(jī)機(jī)組

2007年，太重為中鋼集團(tuán)邢臺(tái)機(jī)械軋輥有限公司生產(chǎn)的80MN雙柱式快速自由鍛造液壓機(jī)（圖4）、430kN/900kN·m 全液壓軌道式鍛造操作機(jī)順利研制成功,是我國(guó)第一套具有最大噸位級(jí)別的油泵直接傳動(dòng)、雙柱式預(yù)應(yīng)力組合機(jī)架結(jié)構(gòu)、與大型全液壓軌道式鍛造操作機(jī)聯(lián)動(dòng)的節(jié)能型快速自由鍛造液壓機(jī)成套裝備,我國(guó)藉此擁有了自行設(shè)計(jì)研制世界上最大噸位級(jí)別的雙柱式快速自由鍛造液壓機(jī)組能力。

設(shè)備最高鐓粗力80000kN，熱態(tài)精整鍛造精度達(dá)±1mm、鍛造頻次最高可達(dá)每分鐘77次，可鍛鋼錠110t以上。與同噸位傳統(tǒng)水壓機(jī)相比，提高生產(chǎn)效率50%、降低能耗30%。

另外，裕通重工2010年6月投產(chǎn)一臺(tái)120MN自由鍛造油壓機(jī)、太重集團(tuán)120MN自由鍛造壓力機(jī)正在建設(shè)中。濟(jì)南鑄鍛所8m數(shù)控輾環(huán)機(jī)正在濟(jì)南投入制造。

3.2 重大板材設(shè)備

我國(guó)船舶、大口徑管道、大型工程機(jī)械、起重機(jī)械等制造業(yè)使用的鋼板厚度和制件幅面越來(lái)越大，需要的板材加工設(shè)備也越來(lái)越龐大，操控性能、自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高；汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展，為各類大型壓力機(jī)及其生產(chǎn)線提供了廣闊市場(chǎng)；與此同時(shí)，鈑金機(jī)械大型設(shè)備也精彩登場(chǎng)。

3.2.1 系列重型數(shù)控折彎?rùn)C(jī)

湖北三環(huán)鍛壓設(shè)備有限公司在我國(guó)重型折彎?rùn)C(jī)領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。“十一五”期間該公司不斷刷新全球最大規(guī)格折彎?rùn)C(jī)記錄，2008年8月該公司為河北巨龍公司制造完成的6500/135制管成型（折彎）機(jī)是目前世界上最大的折彎?rùn)C(jī)，折彎力65000kN，可折管長(zhǎng)13.5m。該機(jī)的機(jī)架上橫梁和左右立柱部件均長(zhǎng)達(dá)20m，寬逾5m。

2010年12月14日，該公司完成國(guó)家科技重大專項(xiàng)—30000kN×14000mm全閉環(huán)高精度伺服折彎?rùn)C(jī)（圖5），標(biāo)志著我國(guó)板材折彎成形裝備已向高精度、高可靠性和智能折彎方向發(fā)展，填補(bǔ)了我國(guó)在這一技術(shù)裝備領(lǐng)域的空白，可廣泛滿足汽車、造船、能源、電力、工程機(jī)械等行業(yè)對(duì)大型、高檔數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的迫切需求。

圖5 30000kN×14000mm全閉環(huán)高精度伺服折彎?rùn)C(jī)

該公司生產(chǎn)的鋼管柔性剪切折彎生產(chǎn)線（圖6）也很有特色。生產(chǎn)線由開(kāi)卷矯平橫剪線、13mm×16000mm數(shù)控液壓剪板機(jī)、2-HPC2400/85雙臺(tái)聯(lián)動(dòng)電液伺服數(shù)控折彎?rùn)C(jī)和輸送輔機(jī)構(gòu)成。

公稱力48000kN、可折板長(zhǎng)17m、可剪板長(zhǎng)16m、可剪板厚13mm（最大板厚25mm）。

3.2.2 重型數(shù)控卷板機(jī)

泰安華魯鍛壓機(jī)床有限公司采用德國(guó)船用卷板機(jī)技術(shù)，2008年設(shè)計(jì)制造了世界最大的WE11N-35×21000數(shù)控船用卷板機(jī)（圖7），成為國(guó)內(nèi)唯一能夠自行設(shè)計(jì)、制造該設(shè)備的企業(yè)，產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。目前，該公司正在制造WEF11K-40×23000超大型數(shù)控船用卷板機(jī)（國(guó)家重大專項(xiàng)課題）。

圖6 鋼管剪切折彎柔性生產(chǎn)線（湖北三環(huán)鍛壓）

圖7 WES11K-35×21000大型數(shù)控船用卷板機(jī)

長(zhǎng)治鋼鐵鍛壓機(jī)械制造公司為葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶公司自主設(shè)計(jì)制造的CDW11XNC-250×3000mm水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)于2009年11月完成，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)不能生產(chǎn)冷卷板厚200mm～250mm特大型卷板機(jī)的空白。目前，該公司正在為成都一家公司制造 CDW11XNC-300/420×3200（冷/熱卷）特大型數(shù)控液壓水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)，這是國(guó)內(nèi)目前最大規(guī)格的特大型卷板機(jī)。機(jī)器應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)有上輥主驅(qū)動(dòng)、下輥輔助驅(qū)動(dòng)的三輥全驅(qū)動(dòng)技術(shù)；上輥四電機(jī)或馬達(dá)合流驅(qū)動(dòng)技術(shù)和卷錐技術(shù)，這些均為該公司的專利技術(shù)。

3.2.3 大型壓力機(jī)及沖壓生產(chǎn)線

濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)為我國(guó)大型機(jī)械壓力機(jī)及沖壓生產(chǎn)線龍頭企業(yè)，開(kāi)始成為世界知名企業(yè)，其產(chǎn)品代表著我國(guó)在該領(lǐng)域的最高水平。

2009年5月31日，濟(jì)南二機(jī)床研發(fā)制造的國(guó)內(nèi)首臺(tái)首套設(shè)備4000kN全自動(dòng)高速精密硅鋼片落料生產(chǎn)線順利通過(guò)東方電機(jī)有限公司預(yù)驗(yàn)收。此前該類產(chǎn)品市場(chǎng)一直由國(guó)外企業(yè)壟斷，濟(jì)二在與德國(guó)、日本等國(guó)際知名公司同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)中贏得該合同。

2009年濟(jì)南二機(jī)床為上海通用東岳汽車有限公司完成的“大型快速高效數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線”（圖8）是集機(jī)、電、自動(dòng)控制技術(shù)為一體的國(guó)內(nèi)重大關(guān)鍵成套裝備，列入國(guó)家重大專項(xiàng)。該設(shè)備主要用于沖壓件的拉深、成形，生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)15min-1，是目前世界上生產(chǎn)節(jié)拍最快的沖壓線。

圖8 濟(jì)南二機(jī)床大型快速高效數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線

目前,我國(guó)沖壓零件的生產(chǎn)模式大多是多臺(tái)壓機(jī)和多副模具聯(lián)線,這種工藝典型的節(jié)拍是每分鐘約8個(gè)零件，效率較低。而齊齊哈爾二機(jī)床引進(jìn)德國(guó)技術(shù)開(kāi)發(fā)的32000kN閉式四點(diǎn)多工位壓力機(jī)沖壓生產(chǎn)線每分鐘可生產(chǎn)25個(gè)零件，是當(dāng)今世界上功能最全、規(guī)格最大、科技含量最高的多工位沖壓設(shè)備。

2005年8月濟(jì)二向世界一級(jí)沖壓商美國(guó)德納（DANA）公司出口了一臺(tái)50000kN大型多工位壓力機(jī)，這臺(tái)壓機(jī)具有國(guó)際先進(jìn)水平、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

圖9 SM150型多點(diǎn)成形壓力機(jī)

3.2.4 板材無(wú)模多點(diǎn)成形壓力機(jī)

2010年吉林大學(xué)李明哲教授科研團(tuán)隊(duì)的發(fā)明專利“板材無(wú)模多點(diǎn)成形裝置”獲第十二屆中國(guó)專利金獎(jiǎng)。中國(guó)專利獎(jiǎng)是在專利領(lǐng)域由政府頒發(fā)的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，并由世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）和國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局聯(lián)合授予。板材無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)將傳統(tǒng)的整體沖壓模具離散成規(guī)則排列的基本體矩陣，圖9所示的SM150型多點(diǎn)成形壓力機(jī)通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)整基本體的高度，構(gòu)造出不同形狀的包絡(luò)面，從而實(shí)現(xiàn)各種三維曲面板類件的快速、數(shù)字化成形。多種規(guī)格的板材無(wú)模成形機(jī)床在工程中得到了推廣應(yīng)用并出口國(guó)外，是世界上獨(dú)一無(wú)二的高技術(shù)裝備。

3.2.5 高強(qiáng)度板材開(kāi)卷矯平橫剪線

山東宏康機(jī)械制造有限公司研制的“25.4×2200大型中厚板精整成套設(shè)備”被科學(xué)技術(shù)部等部門(mén)聯(lián)合認(rèn)定為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品。板料速度20m/min，剪切主機(jī)隨動(dòng)剪切，整線不停頓。我國(guó)鋼卷板材使用量越來(lái)越大，板寬板厚尺寸更大，板的強(qiáng)度也在提高。目前，該公司正在為上海、鞍鋼制造25.4×3000大型開(kāi)卷矯平剪切線。

4 新技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)

4.1 伺服主傳動(dòng)鍛壓機(jī)械

由于國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)技術(shù)性能的提高，以及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展普及，采用伺服主電機(jī)驅(qū)動(dòng)的鍛壓設(shè)備越來(lái)越多，極大地提高了鍛壓設(shè)備的性能和工藝靈活性，也使鍛壓設(shè)備更加節(jié)能環(huán)保。國(guó)內(nèi)這類產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用，濟(jì)南鑄鍛所、江蘇金方圓生產(chǎn)了300kN全伺服數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)，齊二與上海交通大學(xué)合作研制了2000kN大型伺服壓力機(jī)。濟(jì)南二機(jī)床正在試制25000kN大型伺服壓力機(jī)。研發(fā)伺服主傳動(dòng)鍛壓設(shè)備已經(jīng)成為當(dāng)今技術(shù)開(kāi)發(fā)的大趨勢(shì)，“十二五”期間這類設(shè)備必將得到大力發(fā)展。

4.2 液壓傳動(dòng)替代機(jī)械傳動(dòng)

由于液壓技術(shù)本身以及伺服控制技術(shù)的發(fā)展，液壓傳動(dòng)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單、控制靈活、能量體積比巨大的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步發(fā)揮，液壓機(jī)開(kāi)始替代機(jī)械壓力機(jī)，液壓鍛錘基本替代了氣錘。

長(zhǎng)期以來(lái),沒(méi)有其他裝備能動(dòng)搖機(jī)械壓力機(jī)作為沖壓生產(chǎn)線主體的霸主地位。然而，隨著液壓關(guān)鍵技術(shù)的突破，比如超高壓泵閥壓力進(jìn)一步提高，應(yīng)用普及，液壓機(jī)在沖壓方面的優(yōu)勢(shì)和潛能得到進(jìn)一步的發(fā)揮，機(jī)械壓力機(jī)的霸主地位產(chǎn)生了動(dòng)搖，液壓機(jī)作為沖壓生產(chǎn)線主機(jī)的趨勢(shì)正在日益強(qiáng)大。目前的現(xiàn)實(shí)是液壓機(jī)增長(zhǎng)速度高于機(jī)械壓力機(jī)增長(zhǎng)速度。

4.3 多工位壓力機(jī)優(yōu)勢(shì)明顯

以一臺(tái)多工位壓力機(jī)系統(tǒng)代替一條由5～6臺(tái)壓力機(jī)組成的沖壓線，按同規(guī)模沖壓生產(chǎn)量比較，設(shè)備投資可減少20%～40%，能量消耗減少50%～70%，沖壓件綜合成本可節(jié)約40%～50%，而且節(jié)省了大量生產(chǎn)面積，降低了工人數(shù)量。

4.4 電動(dòng)螺旋壓力機(jī)

熱模鍛壓力機(jī)必將被電動(dòng)螺旋壓力機(jī)取代，而后者的投入不足前者的一半。電動(dòng)螺旋壓力機(jī)可精確控制打擊能量，節(jié)能，不悶車。德國(guó)米勒萬(wàn)家頓公司生產(chǎn)的數(shù)控大型電動(dòng)螺旋壓力機(jī)性能優(yōu)良，技術(shù)水平世界領(lǐng)先，他們采用的是變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。我國(guó)的電動(dòng)螺旋壓力機(jī)也在加速發(fā)展，設(shè)備噸位越來(lái)越大。

開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)正在推廣應(yīng)用，這種電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很高的可靠性、控制靈活，可頻繁正反轉(zhuǎn)，節(jié)能效果比變頻電機(jī)提高5%～10%，用于數(shù)控螺旋壓力機(jī)效果顯著。鍛壓機(jī)械行業(yè)應(yīng)該關(guān)注開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)，借此提升鍛壓機(jī)床的性能。

4.5 剖分—坎合技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)由清華大學(xué)研發(fā)。應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，清華大學(xué)已經(jīng)完成了16萬(wàn)t以下的模鍛液壓機(jī)的設(shè)計(jì)。3.6萬(wàn)t黑色金屬擠壓機(jī)成功應(yīng)用了該項(xiàng)技術(shù)。

大型模鍛液壓機(jī)，由于其承載結(jié)構(gòu)缺乏預(yù)應(yīng)力保護(hù)，構(gòu)件尺寸和重量極為龐大，且大量采用重型鑄件和鍛件，加工制造運(yùn)輸難度大，疲勞性能不高。預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞技術(shù)和剖分—坎合技術(shù)的發(fā)展很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，其基本思路為將重型承載結(jié)構(gòu)——尺寸和重量龐大，傳統(tǒng)手段難以加工的重型零件，剖分為多個(gè)子件，從而降低制造難度和風(fēng)險(xiǎn)，方便運(yùn)輸；然后通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞技術(shù)，以坎合連接的方式將其組合為一個(gè)整體，從而替代整體鑄鍛結(jié)構(gòu)。該技術(shù)“以小搏大”，是具有創(chuàng)新性的重型液壓機(jī)設(shè)計(jì)方法。

采用該項(xiàng)技術(shù)，中國(guó)二十二冶集團(tuán)和清華大學(xué)聯(lián)合制造了40000kN多向模鍛油壓機(jī)，較好地解決了水平鍛造力造成主機(jī)床身變形的問(wèn)題。

4.6 模具研配液壓機(jī)

近幾年我國(guó)模具研配液壓機(jī)規(guī)格不斷提高。研配壓機(jī)的主傳動(dòng)方式有液壓傳動(dòng)、電機(jī)調(diào)速機(jī)械傳動(dòng)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)三種，其中以液壓傳動(dòng)為主。目前，合肥鍛壓、天津天鍛、齊齊哈爾二機(jī)床、湖北海嵐數(shù)控機(jī)床、濟(jì)南二機(jī)床等廠家均系列化生產(chǎn)模具研配壓機(jī)，最大規(guī)格20000kN，技術(shù)成熟。

湖北海嵐數(shù)控機(jī)床廠專業(yè)生產(chǎn)數(shù)控伺服傳動(dòng)模具研配壓機(jī)，2000kN伺服研配壓機(jī)已經(jīng)通過(guò)出廠驗(yàn)收。該公司正在研制30000kN多工位機(jī)械伺服壓力機(jī)。

4.7 自動(dòng)化和柔性化鍛壓機(jī)械

把人從和機(jī)器同步的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)是必然的趨勢(shì)。我國(guó)人口紅利的逐漸消失，提高效率和效益的要求，都促進(jìn)了鍛壓機(jī)械自動(dòng)化和柔性化的發(fā)展。我國(guó)鍛壓產(chǎn)品總體自動(dòng)化柔性化程度不高，成套成線能力有待提高，不少企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始注重這方面的研發(fā)投入。

4.8 近凈成形設(shè)備發(fā)展快

近年來(lái)，大量涌現(xiàn)的溫鍛、冷輾擴(kuò)、熱沖壓、多向模鍛、楔橫軋、電磁成形等近凈成形工藝技術(shù)，符合綠色制造要求，配套模具、設(shè)備發(fā)展較快。比如，電站用高壓閥門(mén)采用多向模鍛工藝,質(zhì)量提高,成本降低。

4.9 2012年國(guó)家科技重大專項(xiàng)鍛壓設(shè)備課題

專項(xiàng)所列課題部分反映了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要和技術(shù)發(fā)展方向。共4個(gè)課題。

課題28 3000kN寬臺(tái)面超精密高速壓力機(jī)

研制一臺(tái)寬臺(tái)面超精密高速壓力機(jī)及其配套模具，實(shí)現(xiàn)高端電機(jī)鐵芯多列級(jí)進(jìn)模超精密高速?zèng)_壓，并在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

課題29 多工位溫鍛壓力機(jī)及成套技術(shù)

開(kāi)發(fā)多工位溫鍛壓力機(jī)、工藝與模具等成套技術(shù)與裝備，掌握多工位溫鍛成套設(shè)備的設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造等關(guān)鍵技術(shù)，在汽車重點(diǎn)用戶建立生產(chǎn)線，技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。制造16000kN多工位溫鍛壓力機(jī)1臺(tái)。

課題30 高速精密冷鐓成形設(shè)備

研發(fā)汽車和機(jī)床領(lǐng)域10.9級(jí)以上高強(qiáng)度螺栓及絲杠等軸桿類零件的高速高精自動(dòng)多工位冷鐓成形成套設(shè)備，采用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)快速定位、在線監(jiān)控及異常處置等功能，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

課題31 航空萬(wàn)噸級(jí)鋁合金板張力拉伸機(jī)

滿足我國(guó)航空、交通運(yùn)輸?shù)确矫鎸?duì)大斷面、高性能的寬厚鋁合金板材的需求。開(kāi)發(fā)研制先進(jìn)的萬(wàn)噸級(jí)鋁合金寬厚板拉伸機(jī)主體結(jié)構(gòu)與工藝集成設(shè)計(jì)和斷帶保護(hù)及斷帶緩沖技術(shù)；掌握拉伸工藝技術(shù)；拉伸機(jī)綜合技術(shù)性能要達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。研制一臺(tái)120000kN鋁合金板張力拉伸機(jī)。

5 存在的問(wèn)題和發(fā)展途徑

《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》非常精辟的指出：“制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要支柱。我國(guó)是世界制造大國(guó)，但還不是制造強(qiáng)國(guó)；制造技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，創(chuàng)新能力不強(qiáng)；產(chǎn)品以低端為主；制造過(guò)程資源、能源消耗大，污染嚴(yán)重?！边@些問(wèn)題鍛壓行業(yè)尤甚。

（1）鍛壓機(jī)械有而不精、大而不強(qiáng)

鍛壓機(jī)械傳統(tǒng)上被認(rèn)為是簡(jiǎn)單粗放的設(shè)備，使用環(huán)境也遠(yuǎn)差于其他機(jī)床。盡管已有相當(dāng)數(shù)量的制造精細(xì)要求很高的數(shù)控板材加工機(jī)床和生產(chǎn)線，但鍛壓機(jī)械進(jìn)入門(mén)坎低、制造粗放的現(xiàn)狀依然難以改觀。我國(guó)鍛壓機(jī)械行業(yè)依然是規(guī)格品種基本齊全、中低檔產(chǎn)品過(guò)剩、高檔產(chǎn)品缺乏。這從2010年我國(guó)鍛壓機(jī)械進(jìn)出口數(shù)據(jù)得到證明，進(jìn)口是出口的3.3倍，進(jìn)口數(shù)控鍛壓機(jī)床是全部出口的1.78倍。

對(duì)中小規(guī)格的產(chǎn)品我們僅僅解決了有無(wú)的問(wèn)題，高檔產(chǎn)品仍然依靠進(jìn)口；對(duì)大重特型設(shè)備品種、性能問(wèn)題同時(shí)存在。

比較上面提到的我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的大型自由鍛液壓機(jī)和中信重工與德國(guó)合作生產(chǎn)的185MN自由鍛液壓機(jī)，技術(shù)指標(biāo)是有差距的，軟硬件兩方面都有差距，我們欠缺很多深層次技術(shù)。比如，該液壓機(jī)和鍛造操作機(jī)程控聯(lián)動(dòng)技術(shù)就體現(xiàn)了其領(lǐng)先的技術(shù)水平。

我國(guó)和德國(guó)相比，各個(gè)門(mén)類鍛壓機(jī)械普遍落后，例外寥寥。

（2）企業(yè)創(chuàng)新能力差，資源消耗大，產(chǎn)品附加值低

我國(guó)鍛壓機(jī)械企業(yè)總體講，創(chuàng)新能力不強(qiáng)，在技術(shù)創(chuàng)新投入和擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模之間眾多企業(yè)更愿意選擇后者。在一個(gè)市場(chǎng)需求旺盛的環(huán)境下，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模可以獲得短期效益，但不一定有長(zhǎng)遠(yuǎn)效益。這種短期行為傾向既有企業(yè)自主沖動(dòng)，更有地方政府的推動(dòng)。由于企業(yè)管理落后，盡管我們投入的人力物力資源比國(guó)外多，但我們的產(chǎn)品綜合性能差、可靠性差、壽命周期短、外觀粗糙，產(chǎn)品只能靠低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)。質(zhì)量差、技術(shù)含量低的產(chǎn)品根本談不上產(chǎn)品附加值。配置相當(dāng)、主要功能基本相同的我國(guó)鍛壓機(jī)械產(chǎn)品價(jià)格僅是德、意、日等國(guó)同型產(chǎn)品價(jià)格的1/3～1/2；我們不甘心，但不得不服氣，它們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)深入周全、做工精細(xì)、使用可靠。鍛壓機(jī)械行業(yè)人均產(chǎn)值低，整體效益不高。

在高端、特型產(chǎn)品方面，歐美日企業(yè)的創(chuàng)新意識(shí)和能力值得我們學(xué)習(xí)和檢討。由于企業(yè)管理能力差，人才缺乏和重視不夠，我們基本上處于模仿或模仿再創(chuàng)新階段，自主創(chuàng)新能力很差，原創(chuàng)性技術(shù)不多。

（3）問(wèn)題破解之道

考察鍛壓機(jī)械行業(yè)的佼佼者，顯而易見(jiàn)是那些企業(yè)管理嚴(yán)格、創(chuàng)新能力強(qiáng)、產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)硬的企業(yè)。創(chuàng)新是我們提高競(jìng)爭(zhēng)力、提升產(chǎn)品附加值的途徑之一。應(yīng)該下大決心加大創(chuàng)新投入，重視人才隊(duì)伍建設(shè)，建設(shè)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

中小規(guī)格產(chǎn)品總產(chǎn)值占鍛壓機(jī)械總產(chǎn)值的一半以上，我們不僅要盯住高檔產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)，也要做好做精中小規(guī)格產(chǎn)品，這容易做到，而且經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益很好。

對(duì)產(chǎn)業(yè)集聚地區(qū)，有識(shí)之士和政府應(yīng)該梳理產(chǎn)業(yè)鏈、專業(yè)分工，避免低層次惡性競(jìng)爭(zhēng)。

我們也呼吁國(guó)內(nèi)鍛壓機(jī)床客戶對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)提出苛刻的技術(shù)要求，但要給他們機(jī)會(huì)，幫助他們進(jìn)步。國(guó)家也要加大對(duì)鍛壓行業(yè)的支持力度，比如，國(guó)家科技重大專項(xiàng)應(yīng)多列課題，增加后補(bǔ)助競(jìng)標(biāo)企業(yè)，嚴(yán)格課題驗(yàn)收。呼吁風(fēng)險(xiǎn)投資介入，支持后補(bǔ)助課題。

我認(rèn)為，鍛壓機(jī)械行業(yè)大而不強(qiáng)、有而不精的現(xiàn)狀，根本的問(wèn)題是全民質(zhì)量觀念缺失、質(zhì)量管理落后，國(guó)家應(yīng)該鼓勵(lì)規(guī)模和效益并舉。其實(shí)，我們離做精做強(qiáng)并不遙遠(yuǎn)，但觀念不變，浮夸風(fēng)不除，制造強(qiáng)國(guó)之路漫長(zhǎng)。我們需要加大研發(fā)投入，不僅要開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，更要注重完善已有產(chǎn)品，在硬件和軟件上都要下功夫。我們的設(shè)備不僅要有形，更需要有神，要重視制造工藝過(guò)程，通過(guò)軟硬件的精細(xì)制造，充分發(fā)揮和賦予設(shè)備更高的性能。

6 結(jié)束語(yǔ)

我們?yōu)殄憠簷C(jī)械的快速發(fā)展而喜，為行業(yè)靠規(guī)模擴(kuò)大的粗放式發(fā)展而憂。我國(guó)齊全的工業(yè)體系、龐大且快速增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)總量，為鍛壓機(jī)械行業(yè)的發(fā)展提供了良機(jī)，我們要抓住機(jī)遇，科學(xué)發(fā)展，鍛壓機(jī)械行業(yè)商機(jī)無(wú)限，大有可為。

由于題目較大，調(diào)研困難，缺乏第一手資料，對(duì)鍛壓機(jī)械行業(yè)的評(píng)述肯定不全面，缺失很多，謬誤之處，請(qǐng)批評(píng)指正。

[1]徐 剛,魯 潔.從CIMT2007看鍛壓機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展.鍛壓裝備與制造技術(shù)，2007,42（2）：2-9.

[2]魯 潔.第九屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床工具展覽會(huì)（CIMES2008）鍛壓展品專題報(bào)道.鍛壓裝備與制造技術(shù)，2008,43（5）：2-4.