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中国锻压机床行业取得了长足进步-欧冠下单app |
| 发布日期：2011-05-30 17:48:25 来源： 浏览： |
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锻压是工业基础装备的重要组成部分之一，在航空航天、汽车制造、交通运输、冶金化工等等重要工业部门得到广泛应用。任何一个工业发达国家，其锻压的技术水平和拥有量，是其工业发达水平的重要标志。迄今为止，我国锻压经半个多世纪的发展，通过国家经济建设“七五”、“八五”、“九五”、“十五”规划的实施，已经从只能生产单机（诸如各种普通、专用、液压机、锤）发展到能够生产装备机械化、半自动化和自动化锻压生产线，大重型锻压机和具有各种特殊功能的先进特种锻压。
改革开放以来，在引进国际先进技术和合作生产的基础上，极大地提高了锻压的设计开发能力和制造水平。近年来，随着我国以汽车为龙头的制造业的飞速发展，大大刺激了锻压生产的进步，新型的锻压装备不仅能确保通用产品的性能、质量和可靠性，国产大型精密高效的成套设备、自动化生产线、fmc、fms等高新技术、高附加值的锻压生产装备正在装备着我国的制造业，与国外公司竞争市场。
到目前为止，国产锻压(以2004年为例)主要产品有一千多种，主要生产企业一百多家，年产量6.7万台套，年产值66亿元，年销售额62亿元，年出口近2.4亿美元。
一、 板材加工装备
在汽车、航空航天、电子和家用电器领域，需要大量的金属板壳零件。特别是汽车行业的生产要求生产规模化、车型个性化和覆盖件大型一体化。进入21世纪，我国汽车制造业飞速发展，面对这一形势，我国的板材加工工艺及设备有了长足发展。
（一）重型机械及覆盖件生产线、大型多工位
汽车覆盖件是标志汽车质量的最重要钣金零件，它的生产，目前主要有两种方法：
①由多台大重型机械配以自动化机械手，组成自动化柔性冲压生产线。
②应用大型多工位生产。
（1）单机连线自动化冲压生产线
为了满足自动化冲压生产线的需要，国内知名生产企业在上世纪末期，就大力进行了高性能单机连线的研制生产，其中以济南二集团公司、上海锻压厂、齐齐哈尔第二厂等为代表，先后研制了j47-1250/2000型闭式四点双动拉伸、js3p-630型闭式四点、pe4-hh-600-2ts四点单动、pd4-hh-800/600-2ts四点双动、30000k n闭式双点汽车大梁、成系列多连杆传动单动及规格的大型双动拉伸。这些机器在结构上采用了先进的多连杆传动系统，驱动内外滑块的多杆机构经计算机优化设计，使四组杆系的运行达到最佳同步，内滑块在一次行程中有较高的空程和回程速度，工作行程低而均匀。这一特点能有效提高制件精度和模具寿命，降低废品率。由它们组成的自动化冲压生产线具有大吨位、大行程、大台面，有大吨位气垫、机械手自动上下料系统、全自动换模系统、功能完善的触摸屏监控系统，生产高速度、高精度。
上述单机连线已先后装备了第一汽车制造厂、重庆长安汽车厂等汽车制造业的多条自动化冲压生产线，并正在向更多的汽车厂扩展。
（2）大型多工位
在覆盖件冲压领域，大型多工位是最先进、最高效的冲压设备，是高自动化、高柔性化的典型代表。通常由拆垛机、大型、三座标工件传送系统和码垛工位等组成。生产节拍可达16 min-1～25min-1 ,是手工送料流水线的4～5倍，是单机连线自动化生产线的2～3倍。是当今世界汽车制造业应首选的最先进的冲压设备，世界上目前已能生产95000kn吨级的大型多工位。据罗百辉介绍，这类过去是工业发达国家独有，上世纪末到本世纪初我国也已开发研制，并取得成功。济南二集团公司于1999年与德国万加顿公司合作制造了两台20000kn大型机械多工位，2005年初又与世界最大汽车供应商——美国德纳（dana）公司签订了供货合同，为其制造一台50000kn重型多工位。该机采用电控同步、电子伺服三坐标送料、多连杆、全自动换模、模具保护及现场总线控制等多项国际先进技术，具有远程诊断、远程控制和网络通信等多种自动化功能，适用于汽车制造中的薄板件的拉深、弯曲、冲裁和成形等冷冲压工艺。它是我国迄今为止出口的吨位最大、技术含量最高、自动化程度最高的锻压装备成套设备。
（二）数控板冲、剪、折及柔性加工生产线
我国的数控冲（剪、折）始于1982年，这20多年来，经过起步、成熟、快速发展和日臻完善的四个阶段，由最早的机械驱动、三轴控制、模位在30以内、辅助功能少，发展到四轴控制、辅助功能增多、模位数增大并带两个自转模位，进一步发展为液压驱动四、五轴控制，现在已出现网络式数控转塔。生产企业由最早的济南铸造锻压机械研究所发展到多家公司，有代表性和实力的有济南捷迈数控工程公司、齐齐哈尔二集团公司、江苏亚威公司、江苏扬力集团公司、湖北三环集团公司和江苏金方圆公司等等。
（1）
目前，许多用户都趋向使用数控复合（可组成数控冲剪复合柔性加工线），但单机的市场仍旧很大。今天的的先进特点有：采用高性能伺服液压驱动的专用液压系统；步冲次数高（步距0.5mm时，频率600～1000 min-1），冲压稳定性好；采用智能夹钳减小冲裁死区；采用毛刷型工作台确保板材表面质量；工作台移动速度高（轴向80m/min,合成120m/min）；设有2～4个自动分度工位（大直径模设置其上，减小转塔换模惯性）；采用开放式，用户界面友好，可扩展性高，并配有高效自动编程软件。
国内具有这类先进水平的有：江苏扬力制造的ep20型200kn，该机由伺服电机直接驱动，公称力200kn，可加工板材尺寸：（长×宽×厚）1250mm×2500mm×6.35mm，24工位（2个自动分度工位），冲孔最大直径88.9mm，频率600min-1，板材移动速度106 min-1。机器与机械传动和液压驱动的比较，既降低了能耗，又减少了漏油和污染。还有江苏亚威hiq-3048型300kn，湖北三环的strippit-hd1500h/30型300kn,江苏金方圆的vt-300型300kn、台湾台励福vise1250型200kn等等。
（2）数控冲剪复合机及柔性加工线
数控冲剪复合机是由数控冲和数控角剪集合而成，板料冲孔、成形和剪切可在其上一次完成，最适合后序有弯折工序的板件加工。多工序共用一套、液压系统和送料机械手，与数控冲和角剪机单机连线比较，不仅可降低设备投资，节省占地面积，减少故障率。还可作为主机组成冲剪复合柔性加工线。
国产先进的数控冲剪复合柔性加工线有：济南捷迈数控公司制造的ci型柔性加工线，它由ps31250型数控冲剪复合机、板材立体仓库、吸盘式送料机、码垛分选装置及控制系统组成。复合机公称力（冲/剪）300/280kn，加工板材尺寸1250×5000mm，机器五轴控制。整线生产率钢板8张/h。江苏金方圆公司制造的apss型柔性加工线，该线由一台冲剪复合机、定位台和自动上料机械手组成 。公称力300kn、加工板材尺寸1250×2500mm。上述两线均达到国际先进水平。
（3）
数控板料普遍选用bosch/hoerbiger等公司的数字闭路液压系统和delem、cybelec等公司的；成熟的工艺软件、自动编程功能及彩屏显示，可实现多种折弯工件的工艺存储及轮番生产；采用动态压力补偿系统、侧梁变形补偿系统、厚度及反弹在线检测及修正系统、温度补偿系统，提高了工作台与滑块的相对位置的精确性；采用数控轴数4、6、8轴后定位机构，保证了板料的精确送进；滑块空程速度100mm/s，工作速度10mm/s；重复定位精度±0.01mm左右。
国内有代表性的产品——湖北三环的pph35/13型350kn数控板料、江苏扬力的eb3512型数控板料、上海床厂的me50/2550型机械电子伺服数控板料、江苏金方圆的pr6c225×3100型2250kn数控板料和天水锻压厂的2000kn～30000kn大型数控板料等等。
（4）数控框架板料冲压
它是在常规结构基础上，汇聚了触摸（调控）彩色显示屏、二通逻辑插装阀、可编程序控制器、高灵敏度压力、微米级磁栅尺、无级调控比例控制阀等多项先进技术。机器设有调整、无压力下行与半自动工作方式。还配有自驱动移动工作台、液压大打料缸、电液连锁双安全栓、温控液压油冷却系统、程控16点润滑系统、双侧缓冲液压缸和电动同步螺杆调程机构。机器滑块不仅能实施压力成形及冲裁工艺的定压定程，且液压垫可在拉深工艺的行程内设置分段调压。机器具有薄板冲裁落料、弯曲翻边、拉深成形等多种功能。
这类机器的代表有合肥锻压公司的rzu500hd框架式快速薄板深拉深、徐州股份公司的20mn彩屏框架式。
（三）板材无模多点成形
多点成形是将柔性成形技术和计算机技术结合为一体的先进技术。它利用多点成形装备的柔性与数字化制造特点，无需换模就可完成板材不同曲面的成形，从而实现无模、快速、低成本生产。该工艺目前已在高速列车流线型车头制作、船舶外板成形、建筑物内外饰板成形及医学工程等领域，得到广泛应用。
多点成形，按冲头基本体调形分有：逐点调形式和快速调形式；按机架形式分有开式、三梁四柱式和框架式；按加工板材分有厚板和薄板之分。目前，有代表性的产品如下：
①2000kn逐点调形式多点成形。采用开式机架，机械手调形，上下冲头基本群体采用28×20布置方式。公称力2000kn，一次成形尺寸840mm×600mm。该机是世界上首台商品化多点成形。机器主要用于高速列车流线型车头覆盖件的加工。
②200kn快速调形式多点成形。机架为三梁四柱式结构，冲头群（采用16×12布置方式）相对偏心布置。压机公称力200kn，一次成形尺寸416mm×312mm；采用分段成形时，宽度尺寸可为一次成形的两倍，长度方向只要不与机架干涉，可无限长。新近又开发了宽台面3150kn快速调形式多点成形（一次成形尺寸1000mm×720mm）。
③yam系列薄板用多点成形。是一类具有柔性压边功能的多点成形，机架采用三梁四柱式结构，工作油缸偏心布置，冲头基本体横截面尺寸小，由机械手进行调形，在上下基本体群的四周布置有40个压边液压缸，实现柔性压边。以yam3型为例，其基本参数：公称力630kn、上下冲头（上下各有1280个冲头基本体）群采用40×32布置、一次成形尺寸320mm×400mm（分段成形时，宽度尺寸可为一次成形的2.5倍，长度尺寸无限制）。该机特别适合薄板的曲面成形。该系列已开发有yam1 、yam3 、yam5 、yam10、 yam20 、yam40等规格。
（四）高速
随着电子工业的发展，小型电子零件的需求日趋高涨，促进了高精度、高效率的高速的发展。目前世界上日本已成为高速技术的领军，在100kn压力、8mm冲程下，滑块速度可达4000min-1。我国金丰、江苏扬锻、高将精机、江苏扬力、徐锻和西安通力都有高速产品。2004年已开发出了速度达1200 min-1 的sh系列sh-25型开式高速精密，还有vh开式、jf75g闭式系列高速，这些广泛应用于电子和微电子行业，全面提高了行业技术装备水平，替代了大量的进口。
2005年江苏扬州锻压公司还推出了j76-200型高速精密冲压线，该线由一台主机（j76-200型2000kn闭式双点高速精密）、双头料架、s型校平机、凸轮驱动送料机构组成。主机公称力2000kn，滑块行程30mm，行程次数160 min-1～450 min-1。此外，徐州锻压厂也推出了sh-25型250kn开式高速精密，公称力250kn，滑块行程20mm，行程次数150 min-1～750 min-1。
（五）数控
激光切割加工的成本主要有：气体、电力损耗，设备折旧维修费。它不需要模具，适合加工小批量、复杂零件，其运转成本低于。
当今的数控普遍采用全飞行光路技术，动态加速性能优良；高性能和内置激光切割专用工艺软件，自动处于最佳运行状态；封闭式防护舱防止辐射泄漏，安全性强；造型宜人化、用户界面人性化，体现了以人为本；采用网络连接控制技术。
目前，世界上数控发展较快，并具有较高技术水平，诸如瑞士百超、德国通快、意大利普瑞玛、日本天田、三菱电气等公司都有高水平机器问世。国内数控发展不均，比较有代表性的企业是济南捷迈数控公司，2005年推出的较新产品——lct-0305/2型数控精密激光划线机，用于陶瓷片、半导体基体等材料的切割、划线及钻孔。机器采用simens 840d和最新1fn3系列直线电机，具有速度高、响应时间短等优点：无间隙直接驱动和对干扰力的快速响应避免了传统传动的不足。使用花岗岩工作台面，降低了外部环境对加工精度的影响；配备了可分、可合的两个加工工位，提高了加工效率并增加了的灵活性。
（六）板材加工机
除上述多种多类的先进板材加工设备外，目前较大量使用的普通设备还有通用中小规格的、通用曲柄、卷板机、等等。板材加工设备种类繁多，规格跨度也大，要一一介绍，篇幅有限，孰不赘述。
二、大重型锻造装备
在国民经济中冶金、电力、航空航天 、运输等都需要相当数量的大型锻件，大型锻件的制造能力和技术水平，是衡量一个国家经济发展水平和国防实力的重要标志。
当今，我国的大锻件生产已具备了制造600mw火电全套大锻件、700mw水电全套大锻件、600mw～1000mw核电大锻件、千吨级石化压力容器、大型高铬钢轧辊、7万吨级远洋轮成套大锻件以及航空航天、军工用基础件，曲轴、模块、轴承等重型基础件的制造能力。国内可锻最大钢锭260t，最大锻件150t。
我国已建立了以中国一重集团公司、中国二重集团公司、沈阳重机厂、太原重机厂、天津重机厂、上海重机厂、洛阳矿山机器厂等为中心的重型机械和大锻件生产格局，除了为国民经济建设、国防建设提供必要的装备外，还能参与国际市场竞争。目前大锻件生产装备一部分还需进口，国产大重型装备水平如下：
①。国产最大300mn模锻，由第一重型机械集团公司制造，安装在重庆112厂；最大150mn自由锻也由一重公司设计制造（进口），2005年已投入使用。模锻主要用于重型曲轴、重型汽车前梁、火车车轴等；自由锻主要用于电站汽轮机、大型船用柴油机及军工产品等。
②模锻曲柄（又叫热模锻）。这类设备在工业发达国家是模锻的主力，约占成形设备的40%～64%，我国仅占14.5%，主要用于重型汽车曲轴、前梁等锻件的生产。当前国内制造的最大吨位热模锻为kt-12500型楔式模锻，公称力125mn,滑块行程500mm，行程次数30min-1，最大封闭高度1800m，工作台尺寸2240mm×3100mm，滑块下表面尺寸2190mm×2450mm。这台由二重制造，安装在第一汽车制造厂。
③大吨位螺旋。在模锻设备中因结构简单、价格低廉迄今应用仍十分广泛，但因能量消耗大，其大吨位的发展受到现制，我国目前最大吨位的是由青岛锻压机械公司生产的31.5mn。螺旋的品种在世界上已拥有液压螺旋、电动螺旋、离合器式螺旋，新近又出现了交流伺服驱动电动螺旋、楔型电动螺旋、多击式电动螺旋等。其中离合器式螺旋因效率高、打击能量大、生产率高、控制精度高，已成为大吨位螺旋的发展方向，离合器式螺旋国内设计吨位已达63mn（德国米勒万家顿公司可生产320mn离合器式螺旋）。
④大型弯曲校正设备。它们包括大型、船用闭式、、等。这类设备广泛用于石油化工、船舶制造、锅炉等行业。大型有原长治锻压集团公司制造的w11xcnc-140×4000型特大型。机器采用水平下调式结构，绝对式光编采集控制，可对比上辊升降和下辊水平移动值，两端数据由计算机处理，实现同步精度±0,2mm，触摸屏显示工作辊的位移量。该机已在三峡电站安装使用。近年来，长锻公司又设计制造了一台w11xcnc160-4000，机器可热卷250mm厚的钢板，成为亚洲地区最大的冷热。此外，长锻公司还设计制造了世界第一大板材校平机，该机可校板材尺寸80mm×4000mm（厚×宽），屈服强度800mpa，校平精度0.5/2000mm。机重1400t。
三、特种锻造装备:
在机械制造中，有许多零件（汽轮机叶片、工具、农具及各种管件等）仅靠简单的冲压和锻造工艺是无法加工的，需要采用特殊的加工工艺和设备。这些设备有以下几类：
（一）特种轧制设备
①辊锻及辊锻机。辊锻工艺主要用于复杂模锻件的制坯和成形，诸如发动机连杆、汽车前轴及汽轮机叶片等等。我国最先从德国奥穆科公司引进自动辊锻机，在吸收消化的基础上在国内很快形成系列化生产能力，目前国产的辊锻机有两大类：一是悬臂式（最大公称力1000kn）、双支承式（最大公称力4000kn）、复合式（公称力160kn/100kn）；二是带上下料机械手的自动辊锻机组，基本上满足了装备以热模锻为主机的现代化精密模锻生产线的要求。
②楔横轧机。楔横轧与斜轧比传统的锻造切削工艺生产轴类零件有以下优点：生产率高（3～10倍）、材料利用率高（提高20%～35%）、综合力学性能提高30%、模具寿命达20倍、成本降低30%。目前已可以直接生产精密阶梯轴和复杂锻件的精确预制坯。我国生产的d46辊式楔横轧机最大轧辊中心距1000mm，h型辊式楔横轧机最大轧辊中心距980mm～1060mm。世界上最大规格（轧辊中心距1500mm）楔横轧机已在国内使用，可成形直径165mm的工件。
③数控辗环机。在现代工业各领域（汽车、火车、船舶、石油化工、航空航天、核工业）环形零件的数量和种类都不少，加工这类零件采用环形轧制，可大幅度降低设备吨位和投资、振动冲击小、节能节材、制件成本低。这一工艺已大量应用在轴承环、齿轮环、法兰环、火车轮及轮箍、汽轮机环等的加工中，特别是加工了航空航天工业所需的钛合金、高温合金和耐热不锈钢大型无缝环。目前国内已能生产（除1990年生产的首台1800mm机外）800 mm、2000 mm、3000 mm、4000 mm和5000mmcnc数控辗环机。机器采用径向－轴向轧制原理，轧件端面平直、棱角清晰；采用cnc和电液比例控制；采用余量重新分配控制系统分别控制轧件的外径、内径和中径尺寸。机器为模块式开放结构，只需稍作完善和修改，即可用于锻压设备。
（二）摆动辗压及摆动辗压机
摆动辗压是20世纪60年代才发展起来的连续局部加载塑性成形新工艺，适合加工各种盘类件、环类件、半轴类件、带齿形的各类齿轮类零件。摆动辗压机是进行摆动辗压的专用设备，国内有60余台，居世界之首。国产机可分为四类：第一超大型机有6300kn、12500kn（可加工直径1000mm火车轮）；第二2500kn～4000kn大型机；第三1000kn～2000kn中型机；第四小于1000kn的小型机。这些机器不仅能热辗大锻件，冷辗高精度件，还可进行粉末摆辗，精密铆接、复合材料加工等。
（三）冷挤压及冷挤压机
冷挤压也是一种应用十分广泛的特种塑性加工工艺，它的特点是高精、高效、优质低耗，适用于中小型锻件的规模化生产。与常规模锻比较，节材30%～50%，节能40%～80%，并能提高锻件质量，改善作业环境。
国产冷挤压机发展很快，规格品种齐全，在结构上有立式、卧式、上传动和下传动式、曲柄式、偏心齿轮式、肘杆式、球面蜗轮副传动式等，其系列有j87、j88、j2、y61、mkn、mkr、ukr、x、f等等，压机公称力范围1600kn～12500kn。目前，已出现多工位冷挤压机和液压驱动冷挤压机。
（四）
在大型船舶建造和石油化工企业中，将大量使用各类大型立体弯管；在汽车、航空航天制造和家电业所使用的中小尺寸弯管不胜枚举。我国长治锻压集团公司、江阴机械制造有限公司、张家港和丰机械制造有限公司、上海国青机械制造有限公司，上海颁新弯管设备有限公司等都有产品，而大型的制造当数长治锻压有限公司。上世纪末，长锻公司就为上海江南造船厂设计制造了当时在世界上堪称最大的——db275cnc冷弯立体，该机可与管形测量机和cad机连网，实现全自动弯管。该公司设计制造的db76cnc-st双模可同时安装上下两套模具，通过升降pob和芯轴件可选择两种不同弯曲半径，达到一机多用、高效省时，是一台高档次的全功能。
（五）特种锻压机
除上述用途比较广泛的机种外，还有许多专用塑性加工设备，诸如、径向锻机、镦锻机、电热镦机、型材、冷闭塞锻造等等，这里不再赘述。
四、展望
进入21世纪以来，中国锻压行业经过多种方式（技术引进、合作生产、合资）运作，与国外先进企业合作打造品牌产品，快速提升了我国锻压的整体水平，近年设计制造的许多产品，其技术性能指标已经接近或达到世界先进水平，在宜人性方面取得了长足进步。但国外知名企业在技术创新、产品开发和名牌效应方面的进步更快，因此，国内锻压产品与国外名牌的差距无明显缩短。面对这样的形势，笔者认为锻压行业今后应从以下几方面去努力。
⑴强化自律性企业整合和产品结构调整。企业要支持督促政府有关部门制定产业规划，通过产业政策引导企业发展，创造并维护良好的市场环境，鼓励公平竞争。在这一政策指导下，行业协会要对市场与技术发展趋势进行调研、分析，协调企业行为，追求行业效益最大化，企业则在这一环境中寻求自我发展，并力求与政府和行业协会形成良性互动。
⑵认真分析与世界先进技术的差距，根据自身条件，制定追赶措施：
①加速锻压的数控化和柔性化 我们的锻压较之发达国家，数控化程度低（国产数控化率不足5%，欧美、日本已超过65%），且主要依靠进口，因此，在大力提高锻压数控化和柔性化的同时，更要加大力度研发中国自己的，以满足国产数控化的需要；
②依托汽车、电子工业，促发高技术锻压装备 工业发达国家的锻压无一不是依赖汽车工业的发展而崛起的，目前我国汽车工业如日中天，发展势头强劲，加上新兴的电子工业（电讯、数据处理、自动控制、家电），为锻压的发展，提供了广阔的战场，为此，迫切需要发展目前尚落后的高速冲压装备（高速及配套自动化），大型多工位、产品一次成形的多技术复合加工单元（激光切割与及自动上下料的复合；开卷校平与激光切割的复合）；
③注重发展专机和配套件的生产 随着电力、交通和城市建设的发展各类型材加工提上日程，因此，开发研制型材加工专机（钢结构成套加工、空调通风圆管成套加工等）大有前途；
④以人为本，开发“绿色环保”锻压 为了工人的人身安全和无污染环境，锻压研制需做到“五绿”——绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色处理。
⑶转变经营理念，培育世界级品牌。加入wto以来，国际知名锻压厂商大举入住中国市场，市场竞争日趋国际化，造成国内锻压市场高端失守，低端混战。面对这一局面，政府和企业界必须有一个清醒的认识。企业间要尽力消除内部恶性竞争，一致对外，充分利用我国作为世界第一大消费市场的优势。从企业创新体制建立、产品优化升级、品牌树立与扩张等入手，着力打造国家级品牌（2005年已有济南二集团公司、湖北三环、江苏亚威和江苏金方圆创立了国家级锻压品牌）和国际品牌，逐步培育出一批中国的国际知名锻压产品。综上可见，摆在中国锻压人面前的任务十分艰巨，任重道远，但只要我们万众一心，坚持正确方向，经过国人的艰苦奋斗，中国锻压最终必将跨入世界强国之列。 |
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