模锻设计、生产与维护如何应对汽车锻件变化

随着汽车工业的快速发展，老车型不断更新，各种新车型不断出现，且随着人们对环保与能源意识的增强，节能减排成为汽车制造商开发新车型的重要关注点，汽车设计和制造开始向轻量化方向发展。与此相应，许多汽车零部件在结构上发生很大变化，汽车锻件逐渐开始向轻量化、净成形方面发展。许多锻件通过改变结构和材料达到设计要求，一些以往通过在锻件上设计机械加工余量并通过后续加工保证形状和尺寸的工艺目前已经逐渐通过锻造直接获得，减少或取消了后续机加工环节，这种设计使锻件重量明显减轻，锻造投入的原材料相应减少，锻造、热处理、机加工能源消耗降低，社会效益增大。但汽车锻件这种发展趋势给锻造生产提出了很高要求，必须从设备、工艺和生产管理方面进行改进，以适应这种变化，实际生产中需要从以下几方面进行考虑。

（1）采用具有顶出装置的锻造设备 为满足轻量化与净成形的特点，锻件出模角度往往小于3°，且目前1.5°～2°出模角最为普遍，个别锻件甚至要求1°，对于这么小的出模角度，如果锻造设备没有顶出装置，锻件将很难出模，因此锻造企业有必要进行设备改造来应对这种锻件要求的提高。

（2）生产线规划要充分考虑工艺制坯的合理性 模具变形对锻件质量有着重要影响，而合理制坯不仅使材料在成形过程中得到合理分配，同时又对模具变形有着重要影响。因此，生产线规划要充分考虑到锻件成形工艺的特点，配备合适的制坯设备，合理制坯不仅可以保证良好的锻造成形和较高的模具寿命，也是提高锻造生产率的一项重要条件。

（3）提高锻造工艺、模具设计及模具加工和日常维护水平 锻件一些部位的净成形意味着这些部位的精度要求要直接满足最终使用要求，很多净成形部位公差带很小，即使是加工部位，加工余量也要求很小，如曲轴毛坯轴颈单边加工余量一般为3～4mm，个别甚至要求2mm。工艺制订和模具设计不合理，模具加工精度低，以及日常维护差都会造成模具型腔变形加快，寿命降低，锻件精度难以满足技术要求，最终影响锻件成本。因此，在进行锻件成形工艺制订和模具开发设计时，要充分对产品的结构、精度进行分析，并结合经验对模具变形趋势进行预测，以制订合理的设计方案与参数，目前锻造模拟技术的应用为锻造企业提供了很好的手段。

但同时我们又要看到，由于目前汽车锻件往往开发时间较短，对于工艺相对复杂的产品在开发阶段往往不能充分进行模拟分析，而只能是在样件生产后进行分析改进。同时，为保证锻件质量，模具加工水平必须提高，如果模具精度差，将无法保证产品精度要求，那么生产出的锻件质量也就可想而知，即使单纯好的模具设计和高精度的模具加工质量也无法保证能够生产出质量稳定的产品。由于锻造生产的特殊性，模具使用情况极其复杂，高温、高压，以及坯料的流动摩擦均对模具精度有着重大影响，所以企业必须建立一套严格的模具使用维护规范，并严格按规范管理，并配备专业部门或人员，从模具生产前预热，生产过程中的润滑，到日常修复维护都要进行管控，确保生产使用的模具处于良好的状态，而不能因为成本原因对此问题不重视。

（4）生产线运行要稳定 目前，很多锻造企业为跟进汽车行业的发展，设备逐渐升级换代，购买引进很多先进锻造设备和生产线，有些甚至是自动化生产线，但由于管理观念和意识落后，造成企业各级人员技术水平和设备管理工作相应滞后。由于对设备使用操作不熟练，设备工作原理不了解，故障处理无经验，造成设备运行不稳定，有的生产线并未发挥其优势，如加热温度波动较大，坯料和锻件在生产线上经常意外停顿这些常见过程问题，均会造成锻件最终尺寸精度不稳定，所以企业应加强在人员素质提高和基础管理方面工作的力度，提高综合水平。

总之，针对汽车锻件的发展变化，锻造企业要从人、机、料、法、环各个方面进行系统研究和改进，实质上是要提升管理水平。锻件质量和水平的提高决不是单纯某一方面工作做好就能实现的，在实际生产管理过程中，要经常采取多功能小组的方式，系统地查找问题的实质原因，从根本上进行解决。