遼寧華山工業(yè)有限公司精鍛公司(興城 125125)井振海 陳強民 楊 妍 時立國 魏云龍 聶海雁
我公司生產(chǎn)的沖盂造型毛坯產(chǎn)品是鋼質(zhì)藥筒拉深前的沖盂造型毛坯(見圖1)。在最初開發(fā)時受工藝、設備等條件限制,產(chǎn)品良品率僅為70%左右。由于原工藝是二次加熱、二次鍛形,不僅浪費能源和人力,還增加了生產(chǎn)周期。產(chǎn)品材料消耗定額較高,致使材料利用率低,過高廢品數(shù)也增加了投料數(shù),額外增加產(chǎn)品生產(chǎn)成本,且產(chǎn)品生產(chǎn)周期較長。隨著原材料采購價格漲幅越來越大,產(chǎn)品訂單也不斷增加,公司面臨著產(chǎn)品成本增加和生產(chǎn)周期過長的巨大壓力。為節(jié)能降耗,公司決定對沖盂造型毛坯產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進行改進。
圖1
(1)改進前 改進前工藝流程:下料→下料檢驗→鐓粗前加熱→鐓粗→清理檢測→鍛形前加熱→鍛形→浸水→冷檢。
原工藝下料時采用帶鋸機,材料規(guī)格φ95mm棒料,消耗定額為3.6kg,鋸口大,下料周期長。在鐓粗前對棒料進行第一次加熱,加熱爐功率為80~90kW,加熱時間為45s左右,然后用12MN水壓機鐓粗,待此批產(chǎn)品全部鐓粗完成后,再進行第二次加熱鍛造成形達到圖樣要求。此工藝生產(chǎn)過程需工人12人。改進前鍛形工步如圖2所示。
圖2
缺點是:兩火加熱使產(chǎn)品氧化皮過厚,影響產(chǎn)品外觀,產(chǎn)品內(nèi)表面不光滑,且有劃痕、凹坑等缺陷,會降低模具壽命,既浪費能源又浪費人力。原工藝是由鐓粗后直接成形,容易形成馬蹄形和火臺不滿等缺陷,產(chǎn)品良品率不到70%。鍛形過程中采用了油基石墨潤滑,潤滑不均勻,易使凹模產(chǎn)生拉溝,凸模產(chǎn)生塌陷現(xiàn)象,影響模具使用壽命,每套模具使用壽命僅為600件左右,工人頻繁修換模具,導致生產(chǎn)效率很低。
經(jīng)技術人員多方論證,根據(jù)公司目前設備情況,決定將該產(chǎn)品由在12MN水壓機上生產(chǎn)改為在8MN溫鍛機上生產(chǎn),將二次加熱改為一次加熱。
(2)改進后 改進工藝后工藝流程:下料→下料檢驗→感應加熱→鍛形(三工位一次成形)→浸水→冷檢。
改進后,下料采用φ70mm棒料,消耗定額由原來的3.6kg減少到3.3kg,感應加熱僅一次完成,加熱時間為22s左右,棒料加熱后進行三工位鍛造一次成形。生產(chǎn)工步如圖3所示,模具裝配如圖4所示。
圖3
圖4 模具裝配
改進后工藝是一次加熱完成,鐓粗工步可以使加熱后棒料氧化皮去除,消除了劃痕、凹坑等缺陷,提高了模具使用壽命。增加的預成形工步消除了馬蹄形(產(chǎn)品口部高度不一致)和火臺充不滿的問題,提高了產(chǎn)品合格率。
(1)材料費 材料由φ95mm改為φ70mm后,不僅提高了生產(chǎn)效率,材料消耗定額由原來3.6kg降低到3.3kg,節(jié)省消耗定額差額0.3kg/件,年節(jié)約了原材料消耗5200kg,年節(jié)省材料費用價值4.8萬元。
(2)燃動費用 原工藝為二次加熱,二次擠壓成形,現(xiàn)工藝改進為一次加熱兩工位一次擠壓完成,節(jié)約能源動力費45萬元。
(3)模具壽命 按照每批產(chǎn)品5000件計算,改進前生產(chǎn)5000件需要10套模具,改進后只需要2套模具,模具壽命提高了5倍,減少了修換模具的時間,也降低了工人的勞動強度,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好,模具費用共節(jié)約11萬元。
(4)人員費用 原生產(chǎn)人員為12人,現(xiàn)為定額為5人,減少直接工資支出6.3萬元。
(5)產(chǎn)品質(zhì)量 改進前產(chǎn)品良品率僅70%,若生產(chǎn)任務為1.5萬件,則因過高廢品率,要增加產(chǎn)品投料數(shù)為2.6萬件。改進后合格品率達到99%,減少原材料支出39 600kg,節(jié)約材料費36.2萬元。材料由φ95mm改為φ70mm后,提高了鐓粗變形力,使金屬不變形區(qū)減小,使金屬流線分布更趨于合理,金屬流動性好,提高了毛坯件的力學性能,減小了后續(xù)拉深時的開裂現(xiàn)象,原產(chǎn)品因沖盂工序質(zhì)量不穩(wěn)定,造成后續(xù)拉深工序廢品率高,改進后拉深工序廢品率降低了20%,降低了生產(chǎn)成本,提高了生產(chǎn)效率。改進前后對比如圖5、圖6所示。
圖5 火臺處對比
圖6 金屬流線對比
(6)生產(chǎn)周期 按照每批產(chǎn)品5000件計算,鍛形工序在8000kN溫鍛機上生產(chǎn),班產(chǎn)量由500件提高到1000件,按照改進后工藝,可以縮短生產(chǎn)周期近一半,提高生產(chǎn)效率100%,也減少了相關費用支出40萬元。改進前后5000件/批對比見附表。
改進前后5000件/批對比
此次改進是2013年工廠技術改進成果最高的一個技術項目,共累計節(jié)約143.3萬元。近兩年來,沖盂造型毛坯產(chǎn)品訂單數(shù)量逐漸增多,改進工藝后,公司在原材料消耗、產(chǎn)品成本和供貨周期方面更有競爭力。