我国锻造设备的现状分析

[摘 要]本文针对自由锻造工艺及其缺点和不足进行了阐述，并指出我国锻造设备存在的一些问题。随着市场竞争的不断加剧，只有制造出更先进和创新性的锻造设备，才是锻造业的发展趋势。

[关键词] 自由锻造 锻造装备

中图分类号：TG315.4 文献标识码：A

自由锻造是指将坯料在使用简单工具下产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸及内部组织要求的锻件的加工方法[1]。与模锻不同，自由锻造工具简单、不能成形较复杂的零件，但是锻造工具通用性强、灵活性好，所以广泛用于单件小批量生产。自由锻件的成形是逐步完成的，由于工具只与坯料部分接触，自由锻使用的设备吨位也比模锻小，因而自由锻也适用于大型锻件的锻造[2]。

自由锻造可以生产能承受巨大的交变载荷，具有良好的内部组织结构和力学性能的重要零部件，主要应用于关键零件的成形与改性，是一种重要的锻造加工方法，特别是大型锻件生产技术的应用，是国家的工业发展水平的重要指标。自由锻工艺设计既要考虑锻件特征与技术要求，又要结合设备条件、库存坯料、工夹具和生产技术水平等企业实际条件，而且同工艺人员的设计经验、习惯与生产管理体制相关，是一项复杂而且繁琐的工作。

1.自由锻造工艺存在如下缺陷和不足：

1.1工艺设计过程任务繁重，耗费大量时间和精力，设计周期长自由锻造工艺设计过程中涉及很多繁琐的数据信息，工作量大，容易出错。从锻件重量的计算、坯料的选取到工艺方案的制定等，工艺人员要将很大一部分时间用在查询表格、计算、汇总数据上，这些重复性工作浪费工艺人员精力和时间，使得设计效率低下。

1.2对工艺设计人员的经验要求高，而且不利于经验的继承自由锻造工艺具有很强的灵活性，对工艺编制人员的技术水平要求较高，而且很大程度上依赖于工艺人员的经验。在当今企业人才流动大的形势下，对于实现企业持续生产、保证效率十分不利。

1.3不利于工艺设计的规范化和标准化

在工艺设计中，不同的工艺人员的技术水平、工艺编制习惯存在差异，工艺结果有很大的不确定性，不利于工艺方案的统一存储、汇总和实施。

2.我国锻造设备存在的一些问题

2.1设备生产效率较低

我国目前拥有各类锻造设备40000余台，其中自由锻设备数量约占80%，，模锻设备数量约占20%。然而2008年我国自由锻件产量为：128万吨，模锻件的产量为382万吨。自由锻设备数量是模锻设备的4倍，而产量仅为模锻件的1/3。其中主要原因是：自由锻为少批量多品种生产，而模锻为大批量少品种生产。由此看来，现有的设备不能够充分发挥设备的潜能，从很大程度上降低了生产效率。

目前大多数自由锻件生产企业没有自己的主导定型产品，而是根据市场需求进行无规模的生产，产品品种繁多，这样势必造成生产效率低下的现象。部分企业为了盈利，制作相关工装附具，储备专业技术人员等，造成资源和人才的浪费，致使生产成本增加，降低了市场竞争力。因此，自由锻造装备的发展应该向模锻学习，将通用型设备逐渐向专用型靠拢，提高专业化水平，充分发挥设备的产能，提高生产效率。

2.2发展和利用节能环保的锻压装备

节能减排是当今世界的主题，随着我国环境的恶劣和能源的紧张，对企业节能减排的要求也越来越高。锻造行业节能减排发展空间很大，在不久的将来，国家必将出台相关政策，引导和推动锻造行业向着节能减排方向发展，并且力度较其他低能源、低排放行业大。目前锻造行业拥有的各类型锻锤和压机其结构原型基本上沿袭原苏联上世纪四、五十年代的设计方案。基于历史的原因，当时的设备设计与制造不可能将节能因素考虑进去，因此，这些锻锤和压机均存在先天性的能耗高的问题。

总的来说，采取综合措施节能降耗是我国锻造行业面临的紧迫任务。

3.锻造设备发展趋势

3.1高速化复合化相结合，提高加工效率

提高生产率是永恒的追求目标，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，在数控回转头压力机上，主要采用伺服控制的液压主驱动系统来提高压机的行程次数。

在追求高速化加工的同时，还必须尽可能缩短生产辅助时间，以取得良好的技术经济效益。在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置，可使冲压中心实现高效板材加工。将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成，是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间，提高生产率的重要技术途径，在锻压机械上也得到了成功应用，效果十分显著。如：德国、美国、日本已相继开发出激光一步冲复合机，将模具冲切与激光切割有机地结合起来，工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉伸、切割等多道工序，最大限度地节省了辅助时间，特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工。

3.2锻压设备控制系统的发展趋势

锻压产品面临的重要挑战之一，是如何更具柔性，以适应“及时生产”的要求。压力机用户要求设备的所有控制功能集成化，从而实现全套模具的菜单化管理，主要包括滑块行程调整、平衡器气压的调整、气垫行程调整，以及自动化控制系统等各个环节的参数设定。

压力机控制系统的集成化，可通过单一操作接口实现所有压机和模具的各项控制功能，包括故障诊断、模具菜单配置、可编程限位开关和模具监控的调整等，并使设备的维修保养更加方便，而且明显增加压力机的有效工作时间。

具有现场通信网络、现场设备互联、互动操作性、分散功能模块、开放式互联网络的现场总线技术，是压力机控制技术的发展方向，对实现自动化具有明显也推动作用。

3.3注重节能减排是锻造设备的方向

国外锻造设备愈来愈重视环保问题，如在数控转塔压力机上，工作台普遍采用柔性的尼龙刷支撑代替传统的滚珠支撑，以减少噪声污染；变速压机实现快速下降，慢速冲裁工件，快速回程，使振动和噪声大大降低。特别是欧洲市场，已基本贯彻ISO14000系列标准（环境管理、避免振动和噪音），锻压设备必须通过CE认证。

同时，我国在引进国外技术的基础上，发展具有创新特色的锻造设备。注重人才的培养，增加科研经费的投入等等。为锻造设备的发展注入新的活力。

[1] 杨行超.自由锻造 CAPP 系统的开发[J].机械研究与应用，2003，04：49.

[2] 吕炎.锻造工艺学[M].北京：机械工业出版社，1995.