钢质药筒冲盂造型毛坯产品工艺改进

辽宁华山工业有限公司精锻公司（兴城 125125）井振海 陈强民 杨 妍 时立国 魏云龙 聂海雁

我公司生产的冲盂造型毛坯产品是钢质药筒拉深前的冲盂造型毛坯（见图1）。在最初开发时受工艺、设备等条件限制，产品良品率仅为70%左右。由于原工艺是二次加热、二次锻形，不仅浪费能源和人力，还增加了生产周期。产品材料消耗定额较高，致使材料利用率低，过高废品数也增加了投料数，额外增加产品生产成本，且产品生产周期较长。随着原材料采购价格涨幅越来越大，产品订单也不断增加，公司面临着产品成本增加和生产周期过长的巨大压力。为节能降耗，公司决定对冲盂造型毛坯产品的生产工艺进行改进。

图1

1.工艺改进

（1）改进前 改进前工艺流程：下料→下料检验→镦粗前加热→镦粗→清理检测→锻形前加热→锻形→浸水→冷检。

原工艺下料时采用带锯机，材料规格φ95mm棒料，消耗定额为3.6kg，锯口大，下料周期长。在镦粗前对棒料进行第一次加热，加热炉功率为80～90kW，加热时间为45s左右，然后用12MN水压机镦粗，待此批产品全部镦粗完成后，再进行第二次加热锻造成形达到图样要求。此工艺生产过程需工人12人。改进前锻形工步如图2所示。

图2

缺点是：两火加热使产品氧化皮过厚，影响产品外观，产品内表面不光滑，且有划痕、凹坑等缺陷，会降低模具寿命，既浪费能源又浪费人力。原工艺是由镦粗后直接成形，容易形成马蹄形和火台不满等缺陷，产品良品率不到70%。锻形过程中采用了油基石墨润滑，润滑不均匀，易使凹模产生拉沟，凸模产生塌陷现象，影响模具使用寿命，每套模具使用寿命仅为600件左右，工人频繁修换模具，导致生产效率很低。

经技术人员多方论证，根据公司目前设备情况，决定将该产品由在12MN水压机上生产改为在8MN温锻机上生产，将二次加热改为一次加热。

（2）改进后 改进工艺后工艺流程：下料→下料检验→感应加热→锻形（三工位一次成形）→浸水→冷检。

改进后，下料采用φ70mm棒料，消耗定额由原来的3.6kg减少到3.3kg，感应加热仅一次完成，加热时间为22s左右，棒料加热后进行三工位锻造一次成形。生产工步如图3所示，模具装配如图4所示。

图3

图4 模具装配

改进后工艺是一次加热完成，镦粗工步可以使加热后棒料氧化皮去除，消除了划痕、凹坑等缺陷，提高了模具使用寿命。增加的预成形工步消除了马蹄形（产品口部高度不一致）和火台充不满的问题，提高了产品合格率。

2.改进效果

（1）材料费 材料由φ95mm改为φ70mm后，不仅提高了生产效率，材料消耗定额由原来3.6kg降低到3.3kg，节省消耗定额差额0.3kg/件，年节约了原材料消耗5200kg，年节省材料费用价值4.8万元。

（2）燃动费用 原工艺为二次加热，二次挤压成形，现工艺改进为一次加热两工位一次挤压完成，节约能源动力费45万元。

（3）模具寿命 按照每批产品5000件计算，改进前生产5000件需要10套模具，改进后只需要2套模具，模具寿命提高了5倍，减少了修换模具的时间，也降低了工人的劳动强度，产品质量稳定性好，模具费用共节约11万元。

（4）人员费用 原生产人员为12人，现为定额为5人，减少直接工资支出6.3万元。

（5）产品质量 改进前产品良品率仅70%，若生产任务为1.5万件，则因过高废品率，要增加产品投料数为2.6万件。改进后合格品率达到99%，减少原材料支出39 600kg，节约材料费36.2万元。材料由φ95mm改为φ70mm后，提高了镦粗变形力，使金属不变形区减小，使金属流线分布更趋于合理，金属流动性好，提高了毛坯件的力学性能，减小了后续拉深时的开裂现象，原产品因冲盂工序质量不稳定，造成后续拉深工序废品率高，改进后拉深工序废品率降低了20%，降低了生产成本，提高了生产效率。改进前后对比如图5、图6所示。

图5 火台处对比

图6 金属流线对比

（6）生产周期 按照每批产品5000件计算，锻形工序在8000kN温锻机上生产，班产量由500件提高到1000件，按照改进后工艺，可以缩短生产周期近一半，提高生产效率100%，也减少了相关费用支出40万元。改进前后5000件/批对比见附表。

改进前后5000件/批对比

3.结语

此次改进是2013年工厂技术改进成果最高的一个技术项目，共累计节约143.3万元。近两年来，冲盂造型毛坯产品订单数量逐渐增多，改进工艺后，公司在原材料消耗、产品成本和供货周期方面更有竞争力。