[中機(jī)鍛壓]一模多件鍛造成形設(shè)備及工藝應(yīng)用分析

1、中機(jī)數(shù)控錘與一模多件鍛造成形中機(jī)數(shù)控錘在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用中機(jī)鍛壓江蘇股份有限公司 張長龍 概要：降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率是鍛造企業(yè)技術(shù)進(jìn)步永恒的主題！中機(jī)公司視“為行業(yè)提供服務(wù)、為客戶創(chuàng)造價(jià)值”為企業(yè)的重大使命，多年來與客戶共同進(jìn)步、共同成長，通過程控鍛錘的應(yīng)用、一模多件成形工藝的應(yīng)用，在縮短工序路線、減少資源消耗、改善勞動(dòng)環(huán)境、提高生產(chǎn)效率、提高鍛件質(zhì)量等方面積累了一些的實(shí)踐與理論經(jīng)驗(yàn)并取得豐碩的成果。一、一模多件鍛造成形的工藝優(yōu)勢降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率是鍛造企業(yè)技術(shù)進(jìn)步永恒的主題！隨著模具制造裝備技術(shù)水平的提高，多型腔模具制造精度得到了保證，一模多件成形工藝將逐步得到推廣應(yīng)用。一模多

2、件成形即在同一個(gè)模具上通過合理的型腔排布并通過適當(dāng)?shù)某尚喂げ剑瑢?shí)現(xiàn)一料多件的成形。一模多件成形的優(yōu)勢：成倍提高生產(chǎn)效率。一料多件成形，同樣的人力、同樣的工序卻有不一樣的產(chǎn)出！縮短工藝路線。采用并列或交錯(cuò)排列等合理的型腔排布，將多個(gè)鍛件視為一個(gè)鍛件來計(jì)算界截面，使斷面差減小，金屬材料分布均勻，從而使原材料得到最合理應(yīng)用，達(dá)到簡化成形工序、縮短工藝路線的目的。降低模具消耗。一模多件成形，可以大幅降低單件的模具成本；采用多型腔鍛造把鍛件成型與精度通過預(yù)鍛、終鍛型腔來完成，可以成倍提高模具的使用壽命，同時(shí)可以提高鍛件的表面質(zhì)量與鍛件精度。對(duì)于落差較大的鍛件，通過對(duì)稱排列可抵消單件生產(chǎn)的錯(cuò)移力，從而提高

3、模具壽命。提高材料利用率。一模多件成形可以通過合理排列達(dá)到減少截面差、共用飛邊、減少鉗口料頭等措施達(dá)到提高材料利用率的目的。提高設(shè)備利用率。一模多件成形，用單臺(tái)鍛錘完成多道工序，可以提高設(shè)備利用率特別是切邊設(shè)備利用率。減少能源消耗?？s短工藝路線、簡化成形工序、提高生產(chǎn)效率、提高材料利用率、提高設(shè)備利用率均可以減少能源消耗。二、一模多件鍛造成形的工藝要求與模具設(shè)計(jì)一模多件鍛造成形必須依據(jù)鍛件的形狀合理排布，確定一模兩件、一模三件或一模多件成形，工件排布型式采用對(duì)頂排列、交錯(cuò)排列、并排排列等多種形式對(duì)頂排列交錯(cuò)排列并列排列排列方式需綜合考慮：縮短工藝路線、提高材料利用率、簡化成形步序、提高模具壽命

4、、提高鍛件質(zhì)量、方便操作、成形容易等綜合因素一料多件成形通常采用一次加熱，通過多型腔、多工步成形，也有通過專用的設(shè)備如輥鍛、楔橫軋?jiān)O(shè)備制坯，對(duì)原材料重新分配，使毛坯的體積分配與鍛件基本相同，再經(jīng)過打彎、預(yù)鍛、終鍛成形。一料多件成形，工件型腔排布需分析鍛件結(jié)構(gòu)，合理選擇排布方式；型腔相鄰處，在條件允許時(shí)，盡可能選擇型槽淺的地方，成形時(shí)模具才不會(huì)變形，從而使間隔較小，即節(jié)約材料，又減小成形力。同時(shí)需依據(jù)鍛件成形的難易確定型槽間隔大小，成形越易，間隔越小，一般為型槽深度的0.51倍。選擇一模多件鍛造時(shí)，必須配有高精度的模具加工設(shè)備（如數(shù)控銑），以保證模具型槽間的位置度。一模多件成形，兩型槽間隔較小，

5、如采用同時(shí)切邊，凹模強(qiáng)度較弱，且模具制造困難，因此一般采用單件切邊，設(shè)計(jì)凹模時(shí)，要注意讓位，否則會(huì)壓傷工件。一料兩件三型腔鍛模一模兩件連桿兩型腔鍛模一料多件成形提高了鍛造模具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，提高了設(shè)備的快速、靈活性要求，也提高了鍛壓設(shè)備的抗偏載能力要求。三、程控鍛錘的性能優(yōu)勢及在一模多件鍛造成形中的適應(yīng)性眾所周知鍛錘是結(jié)構(gòu)最簡單、適應(yīng)性最強(qiáng)、采購成本適中的成形設(shè)備，它在鍛件成形過程中最大的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：成形速度快、打擊頻次高、可承受偏擊。高效，靈活、快速是鍛錘得到廣泛應(yīng)用的最主要的工藝特征。(一) 中機(jī)程控鍛錘的性能優(yōu)勢(1)高效 采用全液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，在較短行程內(nèi)可以使錘頭獲得巨大的能量，實(shí)現(xiàn)

6、鍛錘的高速、高頻率的連續(xù)鍛造。(2)節(jié)能 采用全液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，其傳動(dòng)效率可達(dá)65 %，大大提高了能源利用率。(3)環(huán)保 打擊能量的自動(dòng)控制，避免了由于富余打擊能量帶來的噪音問題；采用彈簧、阻尼隔振器及等能量對(duì)擊結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到85 %以上隔振效果；采用全液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)無三廢排放。(4)高精度 采用整體形鑄鋼砧座床身，可方便拆換的寬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，以及便于對(duì)模的模具固定、調(diào)整結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)打擊能量控制程序化控制系統(tǒng)，保證了鍛件的高精度要求，保證鍛錘偏心打擊的實(shí)現(xiàn)。(5)高可靠 采用高度集成液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡單，可保證設(shè)備的可靠性。(6)自動(dòng)化 采用智能化的程控系統(tǒng)，確保打擊能量的精確性。同時(shí)可

7、通過程控系統(tǒng)調(diào)整打擊能量、打擊節(jié)拍，滿足不同工件的鍛造工藝，全中文操作終端，降低了對(duì)操作工人的要求；可以與機(jī)器人聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無人化操作。鍛錘是鍛造生產(chǎn)線的核心設(shè)備，鍛錘能否自動(dòng)化，直接關(guān)聯(lián)整條生產(chǎn)線能否自動(dòng)化。中機(jī)程控鍛錘已成為鍛造行業(yè)具有高效、節(jié)能、環(huán)保、高精度、高可靠特點(diǎn)符合環(huán)保要求的現(xiàn)代化綠色鍛造設(shè)備(二) 中機(jī)程控鍛錘在一模多件鍛造成形中的適應(yīng)性一模多件成形增加零件鍛造成形的復(fù)雜性，為了提高材料利用率，保證鍛造成形過程較好的充填性，通常采用制坯、打彎、預(yù)鍛、終鍛等多型腔鍛造。一模多件成形對(duì)成形設(shè)備的快速靈活性、抗偏載能力均提出了較高要求。鍛錘是真正做到乘熱打鐵的設(shè)備，特別適應(yīng)于多型腔鍛造

8、，適應(yīng)于一料多件鍛造成形，適應(yīng)于異形零件、薄筋板零件、有重量公差要求的零件鍛造成形。手術(shù)器械一模兩件模鍛生產(chǎn)線（上海手術(shù)器械）鍛錘的靈活性、適應(yīng)多模膛鍛造特性正是適應(yīng)了一模多件鍛造成形的需要。鍛錘的多模膛鍛造可得到最合理的材料分配，避免了單型槽、單次打擊坯料中部變形大、易向水平方向劇烈流動(dòng)形成很大飛邊，避免造成型槽深處金屬不容易充滿的缺陷；鍛錘的多模膛鍛造還可達(dá)到徹底擊碎氧化皮，提高鍛件產(chǎn)品表面質(zhì)量的目的。五金工具一模兩件成形生產(chǎn)線（威力工具13條線）中機(jī)程控鍛錘作為現(xiàn)代鍛錘的典范，鍛錘的靈活、快速優(yōu)勢已得到充分發(fā)揮，鍛錘的缺點(diǎn)已通過現(xiàn)代化的液壓驅(qū)動(dòng)、電子控制及結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到克服。四、中機(jī)程控鍛

9、錘在一模多件鍛造成形中的應(yīng)用實(shí)例(一) 十字軸的一模六件熱鍛成形原工藝采用空氣錘制坯后再通過摩擦壓力機(jī)一次單件成形工藝，近年已改成采用程控全液壓模鍛錘成形工藝。由于模鍛錘的打擊頻率高，每錘的打擊能量及打擊步序均可通過程序設(shè)定，一條生產(chǎn)線人操作可完成原來六條生產(chǎn)線24人工作量。采用一料六件件鍛錘成形工藝不僅大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且節(jié)約了材料。一料六件，兩件間飛邊可共用，六件的飛邊量為原工藝四件的飛邊量。比較項(xiàng)目摩擦壓力機(jī)單型腔鍛造生產(chǎn)線程控鍛錘一料多件鍛造生產(chǎn)線十字軸成形工藝加熱(單件)-空氣錘制坯-摩擦壓力機(jī)一次成形-切邊加熱(一料六件)-程控鍛錘兩模鏜三工位五錘鍛造成形-切邊人員數(shù)量43人

10、均產(chǎn)量比168場地面積比61能源消耗比31模具壽命13材料利用率80%89%(二) 連桿的一模兩件鍛造成形連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中傳遞轉(zhuǎn)矩的重要零件，由于在高速運(yùn)動(dòng)中承受著很大的交變應(yīng)力，因而要求具有很好的力學(xué)性能，很高的加工精度和嚴(yán)格的重量精度。目前比較先進(jìn)的連桿精密鍛造成形生產(chǎn)線主要有：以程控鍛錘為中心的模鍛生產(chǎn)線，其成形工藝流程：感應(yīng)加熱錘上模鍛（一料兩件兩模鏜四錘成形）切邊。比較項(xiàng)目摩擦壓力機(jī)單型腔鍛造生產(chǎn)線程控鍛錘一模兩件鍛造生產(chǎn)線連桿成形工藝加熱-空氣錘制坯-摩擦壓力機(jī)一次成形-切邊加熱 -程控鍛錘一模兩件兩模鏜四錘鍛造成形-切邊人員數(shù)量523人均產(chǎn)量比13模具壽命13以上(三) 活扳手體一

11、模兩件鍛造成形活扳手鍛造傳統(tǒng)工藝采用空氣錘制坯，壓力機(jī)打彎，摩擦壓力機(jī)單型腔成形工藝。由于空氣錘制坯偏差較大，成品率不高，現(xiàn)采用海卓程控鍛錘一模兩件交錯(cuò)排列成形工藝，不僅簡化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率，提高了成品率與產(chǎn)品質(zhì)量，具體比較如下：比較項(xiàng)目摩擦壓力機(jī)單型腔鍛造生產(chǎn)線程控鍛錘一模兩件鍛造生產(chǎn)線活扳手成形工藝加熱-空氣錘制坯-壓力機(jī)打彎摩擦壓力機(jī)一次成形-切邊加熱-程控鍛錘一模兩件三模鏜四錘鍛造成形-切邊人員數(shù)量523人均產(chǎn)量比134模具壽命13以上(四) 管接頭一模三件鍛造成形工藝管接頭鍛造成形傳統(tǒng)工藝：加熱后壓力機(jī)打彎，摩擦壓力機(jī)單型腔鍛造成形，切邊。采用海卓程控鍛錘一模三件成形工藝，省去了壓力機(jī)打彎工序，加熱后直接鍛造成形，具體比較如下：比較項(xiàng)目摩擦壓力機(jī)單型腔鍛造生產(chǎn)線程控鍛錘一模兩件鍛造生產(chǎn)線管接頭成形工藝加熱-壓力機(jī)打彎摩擦壓力機(jī)一次成形-切邊加熱-程控鍛錘一模三件兩模鏜三錘鍛造成形-切邊人員數(shù)量523人均產(chǎn)量比145模具壽命13以上(五) 搖臂的一模八件鍛造成形工藝搖臂鍛造成形傳統(tǒng)工藝：加熱后空氣錘制坯，摩擦壓力機(jī)單型腔鍛造成形，切邊采用鍛錘一模八件成形工藝，省去了空氣錘制坯工序，加熱后直接鍛造成形，具體比較如下：比較項(xiàng)目摩擦壓力機(jī)單型腔鍛造生產(chǎn)線程控鍛錘一模兩件鍛造生產(chǎn)線搖臂成形工藝加熱-空氣錘制坯摩擦壓力機(jī)一次成形-切邊加熱-程