文/李澤大，慕明政?山東金辰機(jī)械股份有限公司

我國鍛造設(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

我國已然是鍛造大國，但距離鍛造強(qiáng)國還有相當(dāng)大的差距，要想邁進(jìn)鍛造強(qiáng)國的門檻，就必須升級鍛造設(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，通過鍛壓機(jī)械對金屬坯料施加壓力，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，同時也給鍛造設(shè)備的發(fā)展帶來了機(jī)遇。

我國鍛造行業(yè)的現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國汽車行業(yè)迅速崛起，產(chǎn)銷量連創(chuàng)新高。目前從市場來看，我國汽車行業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀痪薮蟆Ｆ嚨脑S多零件都是鍛件，例如發(fā)動機(jī)曲軸、連桿、傘齒輪、傳動軸等。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，我國鍛造行業(yè)進(jìn)入了相對穩(wěn)定的發(fā)展時期，裝備、技術(shù)有了一定的積累，但是高端核心技術(shù)和國外相比仍然有很大差距。據(jù)統(tǒng)計，我國擁有各類鍛造設(shè)備40000余臺，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年我國自由鍛件產(chǎn)量約128萬噸，模鍛件產(chǎn)量約382萬噸，自由鍛設(shè)備數(shù)量是模鍛設(shè)備數(shù)量的4倍，而產(chǎn)量僅為模鍛件的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。

近年來國內(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)量在國際上贏得了“鍛造大國”的稱號，但是復(fù)雜模鍛件的生產(chǎn)工藝仍相對落后。汽車領(lǐng)域所需的復(fù)雜模鍛件仍靠進(jìn)口?？傮w來看我國鍛造行業(yè)技術(shù)相對落后，鍛件品質(zhì)不高。

我國鍛造設(shè)備的現(xiàn)狀

大部分先進(jìn)高效的鍛造設(shè)備都不是我國自己獨(dú)立設(shè)計制造的，其中最通用的幾大類設(shè)備的生產(chǎn)制造水平也落后于發(fā)達(dá)國家。在我國自行設(shè)計制造的鍛造設(shè)備中，部分設(shè)備的結(jié)構(gòu)仍沿用德國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)國家。

自由鍛與熱模鍛方面

大型自由鍛造設(shè)備的產(chǎn)能過剩，設(shè)備布局分散，利用率極低，機(jī)械化、自動化程度低，鍛件加工余量大，工人勞動條件差，勞動強(qiáng)度大。在汽車大型模鍛件的自動化鍛造方面，只有一汽、東風(fēng)、重汽等少數(shù)大公司從國外整套引進(jìn)熱模鍛壓力機(jī)自動化生產(chǎn)線；我國絕大部分中小企業(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；高速自動熱鍛機(jī)主要依賴進(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)國家都在大力發(fā)展精密鍛造技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達(dá)國家鍛造設(shè)備可以生產(chǎn)質(zhì)量公差小于±1%的轎車精密連桿，對通常只有8kg的連桿而言，這就意味著鍛件厚度差必須控制在±0.1mm以內(nèi)，這對數(shù)千噸級鍛造設(shè)備的要求非常高；而我國一般只能達(dá)到±2%～±3%的厚度差；發(fā)達(dá)國家大量轎車零件在專用的大型冷、溫鍛壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)冷鍛、溫鍛（每輛轎車約有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)加工余量僅留0.3mm的磨削量，真正實(shí)現(xiàn)了凈形加工。發(fā)達(dá)國家，精鍛技術(shù)已在汽車制造行業(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

市場需求

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

自動化

近幾年，機(jī)械行業(yè)招工難已成為不爭的事實(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，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)，也不愿到車間做月薪4000元的藍(lán)領(lǐng)。鍛造行業(yè)環(huán)境（噪聲、振動、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)在民營企業(yè)車間里幾乎很少見到80后、90后的年輕工人。生產(chǎn)自動化、數(shù)控化是解決這一問題的唯一途徑。

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，受到越來越多企業(yè)的重視。可是與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比，我國在精密鍛造設(shè)備方面還有相當(dāng)大的差距。國產(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。為了在市場競爭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)自動化系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)鍛造生產(chǎn)線操作無人化。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)場通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場設(shè)備互聯(lián)、互動操作等現(xiàn)場總線技術(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

日本、德國、美國以及韓國的汽車工業(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)國家，萬噸重型鍛造液壓機(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，大型汽車零件多采用多工位熱模鍛壓機(jī)為主體的自動化生產(chǎn)線，取代原有的模鍛錘。

隨著我國工業(yè)的發(fā)展，特別是以轎車為代表的汽車工業(yè)的快速發(fā)展，決定了未來10年仍將是我國鍛造企業(yè)發(fā)展的黃金時期。我國鍛造行業(yè)的發(fā)展，離不開鍛造設(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，推動我國鍛造技術(shù)及裝備的發(fā)展與升級。