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工艺装备更新换代 ——汽车锻造企业提升竞争力的有效途径 北京机电研究所 谢谈 李亚军 摘要 我国汽车工业的规模化发展对锻造技术提出了复杂化、精密化、高效化的要求。从这些要求出发介绍我国锻造行业的部分技术装备现状；从工艺和设备相互关联的角度，分析我国锻造行业新技术装备当前与未来的发展动态。 汽车行业相对于工程机械、铁路机车、机床、轴承及标准件等锻件消耗行业，仍然是锻件最大的用户。统计结果显示，汽车行业模锻件消耗占制造业的60%，所以人们常说，锻造工业是伴随着汽车工业的发展而成长壮大的。我国汽车产量从2001年的234万辆起，已连续 6年保持平均每年增加100万辆，到2007年已达到880万辆（其中商用车250万辆，乘用车630万辆），2008年可能达到1000万辆。按商用车每辆平均消耗400 公斤锻件、乘用车每辆平均消耗150 公斤锻件计算，我国汽车锻件年消耗量已达到200万吨。 长期以来，我国锻压生产方式处于一种粗放状态：能源和材料消耗高、生产效率低、环境污染严重。随着汽车产业的快速发展，市场竞争日趋激烈，对锻件产品和锻造生产提出了复杂化、精密化和高效化的要求。如发动机连杆的重量公差由2.5％降到1.0％，等速万向节外套和内星轮、变速箱结合齿轮等几十种轿车零件实现精密成形，材料利用率从50％提高到80％～90％，迅速发展各种优质、高效、节能节材的塑性成形新技术，实现 “近净成形”是当前的发展趋势。特别是热模锻压力机和先进螺旋压力机模锻技术、冷温锻压力机精锻技术、精冲技术与装备和锻造自动化技术等，是锻件复杂化、精密化和生产高效化的核心内容。因此，我国锻造行业正处在工艺水平提升和设备更新换代的关键时期。近几年和今后一个时期的主要技术装备发展动态是： 1．热模锻压力机“风起云涌”。热模锻压力机的特点之一是：刚度高、抗偏载能力强（偏心轴－双点支撑连杆－偏心销结构），特别适合多工位锻造（可以安排4-6个工位）、易于实现自动化和大批量生产，其锻件精度通常可以达到精密级；特点之二是：在传统压力机单速曲轴连杆机构的基础上发展双速执行机构，其在下死点的平均速度是单速执行机构的2倍，可有效减少负载热接触时间，提高模具寿命；特点之三是：具有油分子剪切式（湿式）离合器/制动器技术，可实现高频次结合与脱开，显著改善了散热效果，提高动作反应时间，能满足多工位锻造压力机高效生产的要求。如图1和图2所示，需要多工位锻造成形的汽车连杆和工程车辆链轨节，即是典型的热模锻压力机锻造工艺。 图1 热模锻压力机的连杆锻造工序:四道次辊锻--预锻1--预锻2--终锻--冲孔--切边,均在一台设备上完成。一模两件，生产效率：20件/分钟 图2. 热模锻压力机的工程车辆链轨节锻造工序:镦粗--预锻--终锻--冲孔--切边, 均在一台设备上完成。生产效率：8～10件/分钟。 种种原因形成了我国中小型锻造厂多数以摩擦压力机为主要锻造设备（约占全国锻造主机数量的60%）。由于摩擦压力机抗偏载能力差，生产效率较低，对于如图1、图2这类形状复杂、生产批量大的锻件，摩擦压力机不能多工位锻造和低效率就不适用了。近几年汽车锻件复杂化、精密化和批量增长的要求，使得中小型热模锻压力机（公称压力6300KN～40000KN）成为可能部分替代摩擦压力机的抢手货，市场需求一时间“风起云涌”。 但是热模锻压力机的设计与制造技术要求很高。我国热模锻压力机技术主要来源于德国：上世纪八十年代初，原机械工业部做出前瞻性决策---引进了当时处于世界领先水平的德国奥姆科公司热模锻设备12个产品系列、42种规格的全套设计图纸。北京机电研究所是该引进项目的技术负责单位，进行了全面的、系统的消化吸收与转化。这项工作为我国锻造工业由“锤上锻造” 模式发展到与国际同步的“压力机锻造”的大批量生产模式奠定了装备基础，有效地支撑了我国汽车工业九十年代后期以来的规模化发展。图3是2008年北京机电研究所转化德国奥姆科公司技术、杨州锻压设备集团公司制造的16000KN热模锻压力机正在进行出厂调试。 图3 北京机电研究所设计、杨州锻压设备集团公司 制造的1600吨热模锻压力机正在进行出厂调试 2．离合器式螺旋压力机“功高震主”。这种先进的螺旋压力机是通过离合器结合飞轮驱动滑块，具有曲柄压力机特点；几乎在全行程任意位置均可发出公称打击力，又具有液压机特点；行程可以控制能够多次锻打，还具有锻锤特点。同时抗偏载能力较强，可以多工位锻造；滑块加速快、行程次数多、生产效率高；电机功率小、对电网冲击小、节能。其工艺应用面宽：既可以锻造打击力大的叶片等薄平类件，也适宜成形能量大的汽车转向节等复杂件。图4是离合器式螺旋压力机生产的部分典型锻件。 离合器式螺旋压力起源于德国，最大公称吨位已做到35000吨，长期垄断国际市场。我国是除德国