熱模鍛自動化的案例
淺談熱模鍛壓力機的自動化
結束語
為了高效率及智能化設備在行業中廣泛應用，長期以來栗本在熱模鍛自動化領域進行了不懈努力，并在實際業績（圖11）中獲得了用戶的好評。立足今日，展望未來，栗本希望能夠利用先進的自動化技術來不斷實現產能的提高，為客戶創造更多的價值的同時，也希望為中國汽車工業的發展貢獻自己微薄的力量。
—— 來源：《鍛造與沖壓》2018年第23期
【精品文章】熱模鍛壓力機的創新應用
鍛造設備也將進行升級改造，向優質高效、自動化、精密化方向發展，而熱模鍛壓力機適合自動化、批量化生產的特點必將成為符合這一發展趨勢的優選設備之一。
熱模鍛壓力機性能特點
熱模鍛壓力機(圖1)是我國目前模鍛行業廣泛采用的模鍛設備之一。它可以實現多模膛鍛造，鍛件尺寸精度較高，加工余量小，適用于大批量流水線生產中，其是模鍛車間設備更新改造的優選設備之一。
圖1 MP-630 熱模鍛壓力機
在熱模鍛壓力機上，可以完成開式模鍛、閉式模鍛和擠壓等金屬型材的各種熱模鍛工藝過程。通過手工操作或自動傳送裝置，可以進行多模腔的熱模鍛。
目前在熱模鍛壓力機上模鍛的零件主要類型有：
⑴主要通過鐓粗方式成形的鍛件，例如齒輪、法蘭盤等盤形零件。
⑵主要用擠壓成形復雜結構形狀的鍛件，例如叉形零件和其他非對稱零件。
⑶需要用預先引伸工序的鍛件，像汽車前梁、曲軸等。引伸工序通常在輥鍛機上進行。
熱模鍛壓力機使用選擇
熱模鍛壓力機的使用選擇除考慮壓力機的工作臺上平面和滑塊底面尺寸、行程、封閉高度及其調整量等參數外，最重要的是確定壓力機的公稱壓力，與此同時還必須使模鍛時所消耗的能量小于或等于壓力機所能釋放的最大能量。
在熱模鍛壓力機使用過程中，毛坯加熱溫度過低、加熱毛坯在鍛造傳送過程中的冷卻、毛坯體積的公差以及壓力機封閉高度的不正確調整等原因，都有可能引起模鍛力的急劇增加，導致壓力機過載或悶車，因此，正確選擇熱模鍛壓力機的公稱力，仍然是保證熱模鍛壓力機正常和可靠工作的一個重要手段。
選擇熱模鍛壓力機時，必須考慮到模鍛力是鍛造溫度和毛坯體積的隨機函數這一事實。
展開 先進鍛造潤滑技術
近年來，原來手工的潤滑冷卻方式已經越來越不被大家所接受，從質量穩定及成本角度考慮，實現自動化鍛造無疑是今后大家選擇的方向，鍛造自動潤滑裝置的應用是其中必不可少的因素。
自動潤滑裝置方式
鍛造生產線目前采用的自動潤滑裝置主要有以下幾種：一類是安裝在機床外部，利用滑塊抬起的空間深入模具型腔對模具進行潤滑的自動潤滑結構；另一種是安裝在熱模鍛壓力機的步進梁上的自動潤滑裝置。
采用步進梁自動化鍛造生產的熱模鍛生產線，該噴淋系統將噴淋頭、噴淋液管、氣管軟管都安裝在步進梁上方，整線集成由PLC連線控制，步進梁傳輸過程中對鍛造完畢的上下鍛造模具進行噴淋潤滑。這種結構優點可以對模具進行充分潤滑，即使滿工位生產也可以避免潤滑過程中潤滑液噴在鍛件上面，但由于受往復運動和高溫烘烤，易出現管線故障。這種噴淋潤滑方式僅限于采用步進梁自動化的簡單中小型鍛件自動化鍛造模具的噴淋潤滑（圖1）。
圖1 安裝在機床外部的自動潤滑裝置
熱模鍛自動生產線另一種噴淋潤滑方式是安裝在設備上，采用擺臂式自動噴淋潤滑系統。擺動潤滑裝置由一個潤滑噴灑單元和配液單元組成，使用高壓軟管和鋼管將該單元和送料單元以及一個或者多個噴嘴裝置相連接。在壓力機的主控臺處對其進行調整，由SPS控制的閥系統可以實現非常精確的冷卻水量和潤滑材料混合物劑量的分配。通過擺動潤滑裝置將空氣、水和脫模劑送入到模腔內。該脫模劑自動噴涂機是齒輪鍛造業內能夠良好配合鍛壓機實現全自動代替人工操作的設備。該設備主要由機座、儲液箱、攪拌系統、氣動系統、噴液系統及電氣控制系統等構成，采用日本三菱PLC控制，且配備觸摸屏，實現人機對話。通過合適的氣液配比，將水基脫模劑均勻地噴涂在鍛壓機上下模具表面，并立即吹干，使模具表面形成耐高溫、耐氧化薄膜。同時，給模具降溫，使之鍛打時不粘模，鍛件規整，延長模具使用壽命。
展開 那些關于自動化輥鍛工藝的知識
由輥鍛變形的原理可知，變形過程中金屬主要流向坯料的軸向，寬度方向流動較少，因此，經輥鍛后，輥鍛件擁有良好的金屬流線，產品力學性能高。
⑻材料利用率高。輥鍛件表面粗糙度值較小，對坯料計算得當可實現無余量生產，材料利用率高。
我國輥鍛工藝的研究與應用??
輥鍛工藝主要分為制坯輥鍛和成形輥鍛。制坯輥鍛是為模鍛準備所需形狀、尺寸的毛坯；成形輥鍛能直接制出符合零件形狀、尺寸要求的鍛件。由于輥鍛技術具有高效、節能和環保等特點，因此被列為國家重點推廣的新技術之一。
輥鍛成形復雜模鍛件是我國對輥鍛工藝的創新。內燃機連桿是形狀復雜、質量要求高、需求量大的典型模鍛件。連桿輥鍛工藝的研制成功，解決了諸如突變截面輪廓成形、多道次變形匹配、型槽約束區內金屬前滑規律、成形輥鍛中不產生干涉的條件及臨界包容角、臨界前壁角的計算等一系列關鍵技術問題。吉林大學輥鍛工藝研究所在山東淄博建成了我國第一條連桿輥鍛自動化生產線，節省材料10%、勞動生產率提高2倍、單位成本降低35%、產品質量為優等品，初顯了輥鍛專業化生產的優越性。吉大輥鍛所為了制造高精密度的轎車連桿，已經開發出了輥鍛制坯+熱模鍛壓力機的成形工藝，其連桿精度達到精密級，質量公差可控制在10g以下，在全國已建成多條輥鍛制坯+熱模鍛壓力機生產線。
汽車前軸是汽車的重要承載件，其形狀復雜、質量大，直接采用自由鍛、模鍛生產設備噸位大、生產效率低、材料利用率低。完全采用輥鍛成形工藝可以生產前軸，容易出現局部填充不足的現象。北京機電研究所開發的載重汽車前軸精密輥鍛－整體模鍛技術、用自動輥鍛機和熱模鍛壓力機生產復雜彎曲長搖臂鍛件等都取得不錯的經濟效益。利用精密輥鍛將前軸的工字型和彈簧座成形到位，然后通過模鍛僅對前軸的兩個端部成形。
展開 
鍛造企業自動化升級改造的投資方向（上）
從投入比重來看，鍛造企業自動化的實現途徑有以下兩種：一次性投入全新工藝的整線自動化鍛壓機設備；從單獨設備(脫模劑自動噴淋裝置)入手逐步進行生產線設備的自動化升級。
⑴鍛造壓力機自動化生產整線介紹(以熱模鍛為例)。
一般包括：中頻感應加熱爐、主機、自動上/下料裝置、步進梁或機器人、模具模座、模具潤滑回收等部分，表2 簡要介紹了熱模鍛壓力機自動化生產線的相關情況。鍛造自動化生產線整體布局參照圖2和圖3。
表2 熱模鍛壓力機自動化生產線簡介
圖4 步進梁連線工藝
圖5 機器人連線工藝
圖2 鍛造自動化生產線布局圖
1-坯料傳送帶 2-上料裝置 3-步進梁 4-1-脫模劑攪拌罐 4-2-移動噴嘴
圖3 鍛造自動化生產線立體效果圖
作者簡歷
朱碧雯
，海外部部長，主要從事日本、韓國全自動鍛造生產線的進口、銷售及售后服務工作。
——來源：《鍛造與沖壓》2020年第21期
《鍛造企業自動化升級改造的投資方向》(下)
見《鍛造與沖壓》2020 年第23 期
展開 鍛造企業自動化升級改造的投資方向（下）
以熱模鍛為例，1931 年美國國民機器公司（National Machinery Company）設計制造了第一臺熱模鍛壓力機；20 世紀70 年代以來，以熱模鍛壓力機為主機的熱模鍛自動線和多工位熱模鍛壓力機得到了迅速的發展；80 年代，蘇聯制造了125MN 熱模鍛壓力機自動線，與此同時，微型計算機控制熱模鍛壓力機的應用開始成為自動化發展的重要方向。
對比我國，熱模鍛壓力機的設計制造開始于20世紀60 年代，第二重型機器廠在1978 年引進德國Eumuco 公司的技術后開始制造熱模鍛壓力機。直到21 世紀我國開始進入以熱模鍛壓力機自動化和自動線為目標的成套技術發展階段。由此看出，發達國家模鍛設備研發與制造歷史更悠久，經驗更豐富，技術水平相應較高，是我國鍛造行業技術及裝備水平提升的良好借鑒；但考慮成本投入以及適應性，推薦自動化改造投入時選取性價比更高、更適用亞洲生產習慣、可提供快速對應服務的日本、韓國廠商企業。
結束語
由于國內鍛造生產日益增長以及生產條件、技術提高的迫切需求，鍛造企業有必要進行自動化升級改造；對比投入整條鍛造自動化生產線所需的大額投資，推薦大部分企業逐步以性價比高的先進自動化單機設備進行分次改造，其中首要投資重點建議放在投資小、收益回報高的脫模劑自動潤滑噴淋裝置，該裝置不但能提高鍛件生產質量、提高勞動生產率，更能從提供模具壽命、減少人力上大大節約生產成本，也更好適應環境友好型企業的建設需求，為國內鍛造企業所必要的極為高效的投資方向與途徑。
——來源：《鍛造與沖壓》2020年第23期
展開 虛擬實景仿真技術在自動化連桿鍛造生產線設計中的應用
隨著鍛造自動化技術向著數字化、信息化、智能化的快速發展，虛擬實景仿真技術越來越多的應用于鍛造技術領域，特別是在鍛造自動化生產線的設計階段更體現了這種技術的優越性和先進程度。
方案設計
一拖公司通過對虛擬實景仿真技術的持續性研究，首次在二重集團研制的新型4000t熱模鍛壓力機連桿自動化鍛造示范線設計過程中進行了應用，取得了較好的效果。所開發的這條示范線，主要用于發動機連桿、鏈軌節、小排量汽車曲軸、齒輪等批量化生產。生產線采用具有總線控制系統的自動化技術，由加熱單元體、鍛造單元體、熱處理單元體、自動碼垛單元等組成，加熱單元體具有加熱、自動上料、自動溫控坯料篩選、爐體快換等功能；鍛造單元體以一臺4000t的熱模鍛壓力機為主，采用步進式送料系統實現工位之間的快速傳遞，通過主機運動系統、物料傳遞系統、上下頂出系統、潤滑系統的同步功能，實現產品多工步鍛造成形。
生產線設計
作為鍛造生產線的初期規劃，國外比較先進的設計思想首先是根據產品進行結構工藝分析和成形仿真分析，確定最佳成形工藝方案，然后根據成形工藝以及市場需求選擇合適的設備，設備選型結束后，開始進行自動化生產線工藝布局設計，然后通過實景仿真對生產線工藝布局進行優化提升，最后確定相關的廠房、物流、倉儲等配套設施。國外的設計理念是自動化技術服務于設備，設備服務于工藝。工藝是整個設計的主線和綱領。國內企業在生產線規劃設計方面與國外有一定的差距，國內一般是先建廠房，再上設備和自動化，最后用產品工藝去適應設備和自動化，這種由于前期方案設計過程中未能充分考慮工藝與設備自動化的匹配性問題，是導致目前國內鍛造自動化實施過程中預期和實際應用有較大落差的主要原因。對于二重集團生產的4000t熱模鍛壓力機自動化生產線的設計，充分考慮了國外先進的設計理念，在設計初期階段，制定的設計方案路線如圖1所示。
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