全液壓短行程模鍛錘在未來鍛造工業(yè)中的應用趨勢
發(fā)布日期:2011-11-25 蘭生客服中心 瀏覽:3521
1 新千年我國鍛造工業(yè)的發(fā)展趨勢
隨著現(xiàn)代科技在汽車、摩托車及航天工業(yè)的應用及我國加入WTO進程的加快,市場國際化、采購全球化的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)逐步形成,我國的鍛造工業(yè)將面臨新的發(fā)展機遇,并逐步向著專業(yè)化、規(guī);⑸唐坊a(chǎn)方式轉(zhuǎn)變;鍛件的需求將逐步呈現(xiàn)輕量化、精密化、復雜化、多樣化的趨勢;鍛件精化生產(chǎn)工藝與設備的推廣及新材料的應用已成為眾多鍛造企業(yè)提高市場競爭力的重要手段。
鍛件的輕量化 主要表現(xiàn)在新材料的應用。鎂、鋁、鈦合金及其它非鋼質(zhì)鍛件在汽車工業(yè)中的應用愈來愈多。加之非鋼質(zhì)鍛件對生產(chǎn)設備、工藝、材料要求較高,因而其生產(chǎn)的附加值也高。目前,美國、加拿大鋼質(zhì)鍛件占中小型鍛件總量的95%,而相應的銷售額僅占總額的65-75%,而占總量5%的非鋼質(zhì)鍛件的銷售卻占銷售總額的20%以上。
鍛件的精密化 主要表現(xiàn)在精密鍛造工藝的應用。近年來,擠壓成形、冷鍛及冷溫鍛、粉末鍛造等高效率、高質(zhì)量、高精度、節(jié)能、節(jié)材工藝的應用已逐漸為人們所重視,與此相關(guān)的工藝、設備近年也得到相應發(fā)展,有逐漸取代部分熱鍛成形的發(fā)展趨勢。
鍛件的復雜化 隨著我國轎車輕量化要求的提高,汽車傳動結(jié)構(gòu)越來越緊湊、小巧,鍛件的結(jié)構(gòu)趨于合理化、相對復雜化。為保證零件的抗疲勞強度要求,需要鍛造成形的復雜零件的種類也有所增加。
鍛件的多樣化 我國汽車工業(yè)發(fā)展目前已呈現(xiàn)多元化傾向,特別是家用轎車的發(fā)展,為適應不同消費者的需求,轎車市場已呈現(xiàn)多品牌、多品種共同發(fā)展的格局。市場的總需求提高了,但轎車的品牌也多了,多品牌的轎車重新瓜分了有限的市場,必然造成鍛件的需求的多樣化。
為適應鍛件的輕量化、精密化、復雜化、多樣化的“四化”需求,鍛造企業(yè)將面臨新一輪的技術(shù)革命,以新材料,新工藝、新設備為特征的“三新”技術(shù)的應用,正逐步成為我鍛造從業(yè)人員的自覺行動和努力目標。
2 鍛件的“四化”要求必然促進“三新”技術(shù)的發(fā)展
2.1 新材料的應用
隨著鎂、鋁、鈦合金在汽車零件中的應用比例愈來愈高及裝璜五金工業(yè)如銅接頭、銅水嘴等零件的規(guī)模化生產(chǎn),有色金屬鍛件需求愈來愈多,有色金屬鍛造呈現(xiàn)上升趨勢。由于有色金屬特別是鋁、銅合金的鍛造溫度低,始、終鍛溫度區(qū)間較小,成形速度及與之相應的成形設備相對鋼質(zhì)鍛件要求較高。因此,具有靈活、快速的特性適應有色金屬鍛造的鍛錘將得到應用。
2.2 新工藝的應用
鍛件的精密化對鍛造成形工藝和設備提出了較高要求。據(jù)有關(guān)研究成果顯示,對于形狀簡單的鍛件,可采用冷模鍛、溫鍛成形工藝,既可提高鍛件的尺寸精度,又可提高材料利用率,同時還可省去鍛后的切邊工序,甚至機加工工序。不僅降低了能耗,而且提高了生產(chǎn)率。對于形狀復雜的零件,可采用粉末鍛造成形工藝。近年來,粉末鍛造成形工藝已成功地在齒輪、連桿等零件的鍛造成形中得到應用,其產(chǎn)品不僅具有良好的動平衡性能,而且具有均勻的材質(zhì)分布,尺寸精度較高。
生產(chǎn)研究顯示,粉末鍛造與普通模鍛相比具有四大優(yōu)勢:
(1)能耗低,粉末鍛造連桿其能耗僅為普通鍛造的50%;
(2)材料利用率高,可達80%-90%以上,而普通鍛造只有40%-60%;
(3)粉末鍛造精度高,機械性能好,內(nèi)部組織無偏析,無各向異性;
(4)粉末鍛造可生產(chǎn)形狀復雜的零件。
2.3 新設備的應用
由于新材料、新工藝的推廣應用,與之相適應的成形設備同樣獲得了廣闊的發(fā)展空間,為適應鍛件“四化”要求,鍛造設備正逐步向高效率、高精度、高可靠、低能耗方向發(fā)展。我國鍛造行業(yè)廠點分散,工藝水平落后,鍛造成形設備老化,普通模鍛件的生產(chǎn)能力很有富余,但能達到德國DIN7526E級標準的精鍛件水平的生產(chǎn)能力明顯不足,與國外差距較大,為適應國際市場需求,大力推行工藝改造,積極采用新型設備,正成為我國鍛造行業(yè)走出國門迎接世界同行挑戰(zhàn)的必由之路。
3 全液壓短行程模鍛錘的特點
全液壓短行程模鍛錘是充分發(fā)揮傳統(tǒng)鍛錘靈活自如、成型速度快的優(yōu)勢,綜合運用了液壓、電器等現(xiàn)代傳動、控制技術(shù),具有高效、節(jié)能、高精度、高可靠特點的新型鍛造設備,它與傳統(tǒng)蒸空錘及國內(nèi)外現(xiàn)有的電液錘相比,具有獨特的優(yōu)勢。
靈活、快速是鍛錘得到應用的最主要的工藝特征,由于其獨特的全液壓傳動結(jié)構(gòu),使錘頭在較短行程內(nèi)獲得巨大的能量成為可能,即短行程高速鍛造和高頻率的連續(xù)鍛造成為現(xiàn)實。以25KJ全液壓錘為例,其打擊速度可達5.8m/s,打擊頻率可達93min-1;最大打擊行程僅為670mm,這就為鍛件的高效率快速成形創(chuàng)造了先決條件,全液壓短行程模鍛錘的這一優(yōu)勢是其它鍛造設備所無可比擬的。
全液壓短行程模鍛錘,采用整體U形鑄鋼砧座床身,可方便拆換的寬導軌結(jié)構(gòu),以及便于對模的模具固定、調(diào)整結(jié)構(gòu),為鍛件的高精度要求提供了保證。傳統(tǒng)蒸空錘的換頭改造,僅僅解決節(jié)能問題,但打擊系統(tǒng)剛性沒有改變,工作精度問題不可能得到解決,由于立柱與砧座難以完全固定,因而動力頭的工作狀態(tài)極為惡劣,特別是錘桿,不僅要傳遞動力,還要承受由于立柱擺動、打擊偏載帶來彎曲力矩。全液壓短行程模鍛錘導軌間隙可達0.2mm,工作精度、打擊剛性、打擊效率及精度保持性能將大大優(yōu)于蒸空錘,其動力頭的工作狀態(tài),特別錘桿的受力狀況將大為改善;簡單的結(jié)構(gòu)是鍛錘具有較高可靠性的前提條件。
全液壓短行程模鍛錘,采用了先進的錐閥控制技術(shù),復合缸傳動技術(shù),雙重防外泄技術(shù)及液壓集成技術(shù),使主油路實現(xiàn)無管聯(lián)接,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡單。新技術(shù)的應用極大地提高了設備運行的可靠性,為其在鍛造行業(yè)中成功地得到應用奠定了基礎(chǔ)。
全液壓短行程模鍛錘之所以被稱為現(xiàn)代化的鍛造設備不僅由于其具有簡單可靠的結(jié)構(gòu),快速靈活的操作特性,還在于其配備了現(xiàn)代化的在線壓力、溫度、清潔度等電子監(jiān)控系統(tǒng)及可實現(xiàn)程序打擊的能量自控系統(tǒng)。良好的液壓系統(tǒng)運行環(huán)境是液壓錘正常工作的先決條件;精確的打擊能量的控制系統(tǒng),不僅減輕富余打擊能量打擊帶來的振動和噪音,而且提高設備運行的可靠性及模具的壽命,穩(wěn)定了鍛件的質(zhì)量,降低了對操作者熟練程度的要求。
4 全液壓短行程模鍛錘在當今鍛造工業(yè)的適應性及應用實例
全液壓短行程模鍛錘在熱鍛工藝中的應用,特別是在形狀復雜的扁平類零件的熱鍛成形、有色金屬的鍛造成形應用,其靈活、快速的特性得到了充分的發(fā)揮,它的優(yōu)勢已為人們所共知。
全液壓短行程模鍛錘的快速特性在冷鍛工藝應用中也具有相當?shù)膬?yōu)勢,據(jù)有關(guān)資料及研究試驗表明,較高的變形速度可提高金屬塑性變形程度,其原因在于:變形速度大于加工硬化速度,致使材料可繼續(xù)變形而不會破裂;同時由于金屬與模具型腔之間的摩擦系數(shù)隨變形速度提高而下降,使金屬流動速度加快,易于充填成形;較高的變形速度,不僅降低了變形抗力,還可減少變形的不均勻性。
全液壓短行程模鍛錘快速特性,同樣適用于粉末鍛造工藝。為了減少預成形坯與模具表面接觸時間,避免工件激冷而導致不完全致密,減少鍛件表面或局部表面低密度層厚度,采用較高的打擊速度和較高精度全液壓模鍛錘可達到提高變形速度,提高模具壽命,降低變形阻力,使預成形坯易于充滿模具型腔,保證鍛件質(zhì)量和精度的目的。
全液壓短行程模鍛錘的高效、節(jié)能、高精度、高可靠特性,使鍛錘在當今鍛造工業(yè)技術(shù)進步和發(fā)展中得到復興,它的適應性正被許多實踐所證明。
上海汽車齒輪廠桑車變速箱換擋撥叉成形,原采用摩擦壓力機成形,由于撥叉中間連皮薄,鍛件溫度下降快。金屬流動性差,再加上壓力機成形速度慢,鍛件成形阻力大,型腔不易充滿,成品率僅為80%。后改用25KJ液壓錘兩模鏜三錘鍛造成形工藝,鍛造輪廓清晰,豐滿,成品率可達97%。1000T摩擦壓力機與25KJ液壓錘相比無論是設備造價,能源消耗還是模具壽命,生產(chǎn)成本遠遠高于25KJ液壓錘。目前該廠已擁有四條以液壓錘為中心的鍛造生產(chǎn)線。
上海手術(shù)器械廠其刀剪的成形,原主要依靠摩擦壓力機,由于工件薄,鍛件成形阻力大,飛邊厚達1mm以上,鍛件的尺寸精度差,切邊后鍛件變形量大。鍛件的形狀、尺寸精度靠后道的精壓工序來保證,精壓后飛邊打磨的工作量大。后改用液壓錘鍛造成形,由于鍛造成形速度快,打擊能量又可得到準確控制,鍛件的飛邊可達0.5mm,鍛件切邊后變形量很小,形狀尺寸精度得到了保證,切邊后已不再需要精壓工序,打磨工作量也大大降低.液壓模鍛錘的應用,使生產(chǎn)工藝路線大大縮短,生產(chǎn)成本下降幅度達30%。此外由于錘的應用,鍛件的加熱次數(shù)減少一次,鍛件的鍛造溫度也有所降低,鍛件表面由于加熱引起的微量元素損失大大減少,鍛件材料的化學性能得到保證,避免了由于微量元素損失造成使用過程中出現(xiàn)的銹蝕現(xiàn)象。
上海交大塑性成形工程系,一直從事冷、溫鍛、粉末鍛造成形工藝的研究,其最新研究成果:汽車電機驅(qū)動齒輪冷模鍛工藝及摩托車三銷齒輪冷鐓擠工藝,均是利用液壓模鍛錘進行冷鍛成形的成功實例。隨著特種鍛造工藝的推廣應用,高效、節(jié)能、高精度、高可靠的新型鍛造設備全液壓短行程模鍛錘的應用將愈來愈廣泛.
5 結(jié)束語
目前,以新材料、新工藝、新設備為特征的“三新”技術(shù)推廣應用。已被眾多鍛造企業(yè)所重視,高效、節(jié)能、高精度電液錘在未來鍛造工業(yè)技術(shù)進步和發(fā)展中的應用優(yōu)勢已漸成共識。但鍛錘研究生產(chǎn)企業(yè)由于前些年經(jīng)濟、體制等多種因素,液壓錘技術(shù)發(fā)展還相對遲緩。國外鍛錘制造商已乘隙打進了中國市場,盡管價格達10萬元/噸,但由于鍛錘應用后所帶來的利潤的提高,產(chǎn)品質(zhì)量的提高,問鼎者仍然不少。據(jù)統(tǒng)計近5年我國已引進各種規(guī)格的液壓模鍛錘近20臺!罢l來武裝我國的鍛造工業(yè)”這是很值得我們“鍛造人”深思的問題。國內(nèi),一些研究院所歷經(jīng)十多年的研究,為我國蒸空兩用錘的節(jié)能改造作出了巨大的貢獻,但僅僅解決節(jié)能問題是不夠的,靈活、快速、高精度、高可靠性是每一個電液錘使用者的共同要求。
我們海安百協(xié)鍛錘有限公司愿和有志于我國鍛造技術(shù)進步和發(fā)展的企業(yè)院所合作,憑借各自的技術(shù)優(yōu)勢,消化吸收國內(nèi)外先進的鍛錘設計、制造經(jīng)驗,以高新技術(shù)作為發(fā)展的起點和方向,為更多用戶提供高效、節(jié)能、高精度、高可靠的電液錘,并與用戶一道,為我國鍛造工業(yè)的技術(shù)進步貢獻自己的力量。
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