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2015年12月15日,第十七届中国专利奖颁奖大会在京举行,济南铸锻所“一种‘U’型梁折弯装置”发明专利荣获中国专利优秀奖。
该专利技术是汽车纵梁数控折弯生产线的核心技术之一,该生产线隶属于高端装备制造领域,主要用于载重汽车纵梁的多品种、多折弯角度成形的柔性化、单件小批量生产。截至目前已在长春一汽、青岛一汽、东风汽车、济南重汽、陕重汽等国内知名汽车制造企业得到广泛应用,由于具有良好性价比和知识产权保护作用,挡住了进口,国内市场占有率达100%,部分产品出口。
该生产线作为四大组线之一,完成的《车架纵梁柔性制造成套生产线的研制》项目曾荣获山东省科技进步一等奖。
中国专利奖是我国唯一的专门对授予专利权的发明创造给予奖励的政府部门奖,得到联合国世界知识产权组织(WIPO)的认可,是专利领域的最高奖项。专利奖评奖标准不仅强调专利技术水平和创新高度,也对专利的转化运用和保护状况提出了很高要求。
2015年10月22日,以德国巴符州副州长兼财政经济部长尼尔斯·施密特(Nils Schmid)为首的巴符州代表团赴扬州高新区考察调研,德国舒勒(Schuler)集团与扬州锻压机床(Yadon)股份有限公司签订战略合作协议。这是高新区继金方圆与德国通快合资后又一次强强合作。
开幕仪式上,扬力集团林国富作了题为“主动适应经济新常态,奋力增创扬力新优势”的主题报告,明确提出扬力“十三五”期间的战略思想、总体目标和具体举措。扬力集团“十三五”战略定位是“智能制造,创新转型,做优产品,做强品牌”,具体体现为“五化”,即“智能化、专业化、规模化、重型化、国际化”;总体目标是“坚持量质并进、统筹并进的原则,实现从传统的成形装备提供商向智能制造全面解决方案提供商的转变,建成具有全球影响力和国际竞争力的成形机床制造业基地”。
锻造在未来大量产业中的重要性与日俱增,这要归功于近几年的技术创新。作为一家领先的冷锻、温锻和热锻系统供应商,舒勒可以提供从部件开发和流程规划到模具制作和高效生产系统的交钥匙工程。在山东研讨会上,舒勒分析了新型伺服驱动直线锤、压力机和自动化生产线的发展潜力。
全世界第一台伺服驱动直线锤由舒勒研发而成,该锻锤已在德国一锻造厂安全运行生产一年以上。这种新型直线锤的突出特点是在能量设定方面具有前所未有的精度,通过一个获得专利的新型直线驱动技术实现能量设定的高精度,因此主要应用于精密锻造。
这一创新的锻锤驱动系统为全电驱,无任何液压系统。该系统可以免维护运行,并且改善了能量控制,可以实现精密锻造。还可以将电能直接转化成打击能量,节能效果显著。同时,模具夹具不变,因此可完全使用原有锻造模具。
总体来看,越来越多的舒勒机械锻造生产线采用伺服直驱技术(SDT),这意味着传统变频控制的3相恒速电机被可变扭矩的伺服电机代替。压力机没有飞轮,同时也取消了离合器和制动器。伺服驱动技术的主要优势是可对滑块运动自由编程。因此,和传统压力机相比,伺服直驱压力机具有更高的生产效率。
伺服直驱技术已经广泛应用于曲柄压力机、肘杆压力机、卧式成形压力机和不同规格的镦锻机。滑块运动曲线可根据工艺改变,这不仅提供了极佳的柔韧性,而且即使是复杂零件也可确保获得最佳的质量,并且比传统压力机能源效率更高。
由于不存在离合器/制动器结合,并且机械部件较少,因此能量损失更低。
成形过程中,高动力性能的电机确实会在短时间内有较高的能量需求和能量反馈需求。但是,能量管理和能量储存相结合可以大大减少工厂现有电网负荷。
确保大规模批量生产的高效性和小批量生产的灵活性是世界各地汽车制造商当前必须面对的挑战。如何应对这些挑战?舒勒于2015年11月24~25日的长春第7届金属成形研讨会上,就专门围绕汽车生产的最新技术、发展趋势和市场未来需求展开了论述。
其中一种解决方案是舒勒的伺服冲压线。目前,欧洲共有16条伺服冲压线,部分已完成安装投产;另外,在中国有10条,墨西哥有1条。该伺服冲压生产线名为Servoline,可提供多种配置和速度选项。其整线节拍从每分钟12spm到每分钟23spm。
Servoline 12和Servoline14是专为仅需使用伺服直驱技术基本功能并且生产量不大的客户而设计;计划进行较大批量生产或已在进行较大批量生产的客户更适合选择技术和性能更为先进的Servoline 16而Servoline 18则可实现最大批量生产,是当前市场上采用最新技术并具备最佳性能的超大(XL)规格冲压线。
节拍达到23spm的Servoline 23(大型:L型)的生产速度是其他所有冲压线望尘莫及的。此冲压线比Servoline 18更为紧凑,因此具有更高的自动化速度。尽管Servoline 23的压力机工作台较小,但它几乎能制造出冲压线所能生产的所有大、中型零部件:车身件、发动机罩、底盘件、车门件以及结构件。
速度和产出率很大程度上取决于自动化水平。舒勒的横杆机械手(CBF)在Servoline 23、18和16上被用作零部件传送装置。Servoline 16通过缩短滑块行程也只能够将最高速度提升至每分钟16冲次。对Servoline 14和12的最高产出率起决定作用的是实现自动化操作的机器人。然而,Servoline 14采用的是舒勒横杆机器人4.0(CBR 4.0),其速度高于Servoline 12所用的标准机器人。标准机器人无法定义速度和运动曲线,必须在生产过程中对生产线进行“在线”优化。
借助于舒勒的伺服直驱技术(SDT),所有的Servoline都具有共同的设置与维护、能耗和兼容性优势。模具更换时间缩短至3min以内,生产过程更为灵活,为小批量多种类的零部件生产提供方便。
2015年12月18日,东风雷诺汽车有限公司在武汉举行年度供应商大会,济南二机床荣获“2015年度优秀供应商”称号。
东风雷诺汽车有限公司成立于2012年,这是其首次评选优秀供应商。此次大会共表彰了10家供应商,济南二机床是唯一一家设备供应商。
2013年,济南二机床作为总包商进入雷诺日产采购平台,承担了东风雷诺合资公司启动的第一个大型投资项目——5400吨高速冲压生产线。目前,该项目已顺利交付用户使用,项目按期、保质实施得到用户的认可与好评。
2015年,济南二机床还先后获得了上海通用汽车“年度最佳供应商”、奇瑞捷豹路虎“优秀供应商”、北京汽车“优秀供应商”等称号。
2015年12月4日和5日,济南二机床承担的“大型精密复合冲压成形机床创新能力平台建设”、“汽车车身大型智能冲压生产线”两项国家重大专项同时通过技术和财务终验收。项目的实施,对进一步提高我国冲压技术研发水平,推动国产汽车工业装备自主化具有重要意义。截至目前,济南二机床承担的11个“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项中,已有7个项目通过验收。
“大型精密复合冲压成形机床创新能力平台建设”课题项目,主要通过建立大型冲压成形机床自动化系统实验平台、冲压装备分析与仿真平台、控制系统技术平台,开发冲压成形机床产业所需的关键技术,创建自主创新体系,提高重大成套技术的自主开发、原始创新能力,实现冲压成形机床结构升级,引领行业发展。12月4日,工信部数控专项办邀请9名国内知名技术专家,对“创新平台”项目4年来系统研发的关键技术、共性技术进行了审查和评审,对依托项目建设的先进控制实验室、冲压自动化实验系统、伺服压力机主机与功能部件实验平台、仿真分析实验室进行了现场检查。一致认为项目取得了预期成果,国产冲压技术近年来快速发展,成绩有目共睹,济南二机床做出了突出贡献。
“汽车车身大型智能冲压生产线”项目,依托济南二机床为上汽通用汽车武汉分公司研制的52500kN大型冲压生产线,研究开发了适用于钢板、铝合金板、激光拼焊板板材的冲压成形,以及连续不间断拆垛、智能化板料视觉对中、远程诊断智能监控等一批关键共性技术。12月5日,专家组成员在分别听取技术和财务汇报后,到上汽通用汽车武汉分公司的冲压车间进行了现场检查。据用户介绍,52500kN冲压生产线自2014年5月投入使用后,自动换模时间3分钟以内,最高生产节拍每分钟15次,一年时间累计生产了12种500余万件冲压件,实现了大型覆盖件的智能化、高柔性、高效率生产。
专家组通过现场察看及听取用户介绍后,给出了验收意见。认为“课题研制的两条汽车车身大型智能冲压生产线已在上海通用汽车公司得到成熟应用,产生了显著的经济效益;课题掌握了整线集成技术,打破国外技术垄断,满足了我国汽车工业的需求,并打入国际高端市场。”验收组组长王建国对生产线给予高度评价,认为济二冲压线的生产节拍、换模时间等多项技术性能指标都达到了国际领先水平,项目完成的非常好。
目前,济南二机床已为美国福特、长安福特、上海大众等提供了十余条大型智能冲压生产线。
近日,由合肥合锻机床股份有限公司牵头承担的国家科技重大专项——“超高强度汽车结构件热冲压技术和装备生产线”课题在用户现场通过了任务验收。
该课题开展了高强度钢板热冲压成形大批量生产工艺、热成形专用高速液压机、高效节能防氧化加热炉及核心主轴设计制造、热成形水冷及冷却系统的设计与制造、高速输送装置及其控制设备和故障在线检测、比例伺服系统控制技术及液压系统开发、高强度钢板热冲压成形仿真及水冷模具优化软件开发、生产线系统设计与优化技术以及基于中央控制的自动化生产线开发等关键技术。
该课题设计和研制了高速冲压液压机、高效节能防氧化加热炉、随型水道专用水冷模具及高速输送装置等关键设备,完成了汽车结构件热冲压生产线的研发设计及试制,通过了国家级检测,各项指标均达到了重大专项任务要求。该生产线经过长期综合性能测试,展现出国产热冲压生产线良好的可靠性和稳定性,完全可以替代进口,且具有明显的性价比优势。通过该生产线生产的产品具有高强度、高硬度、轻量化、几乎无回弹等性能优势,不仅适用于汽车结构件,也可以推广应用于工业建筑用钢梁、高速公路护栏板、高铁列车、船舶行业等各种领域。
合锻股份自主研发制造的14500吨多向模锻液压机自2014年初成功交付客户使用,已平稳有效地工作两年时间,生产出批量大型封闭式三通带法兰的阀体,单个锻件生产过程仅需5分钟,体现了设备的高可靠性和高效性,每年为用户创造经济效益近亿元。
YH39-14500吨多向模锻液压机能一次锻造完成三通阀体整体结构,包括三向法兰、三向内孔,且不需要余料飞边,克服了现有技术缺陷,有效提高原材料利用率20%以上,提高机械加工效率60%以上,还实现了金属全纤维锻造成形,提高了产品综合机械性能,广泛应用于航空、航天、核电、石油和化工等行业整体、大型、复杂零件的成形加工制造。
145000kN多向模锻液压机的成功研制并投入市场,打破了少数国外公司对大型核电、航空航天、石油化工等多向模锻件生产的垄断局面,有力推动了中国制造工业技术的发展。
多向模锻技术是一种先进的精密优质、节能省材的锻造技术,主要用于汽车、机械、石油化工、锅炉制造、航空航天、船舶等行业多面体结构件的一次成型,可显著提高零件强度,降低生产成本,促进零件轻量化。
2015年11月30日,在义乌国际装备博览会上,湖州机床参展的HJY27-315S单动薄板冲压伺服液压机受到观众好评,一德国客商通过网络得知信息,特意在会后赶来公司进行详细了解,给予充分肯定。
HJY27-315S单动薄板冲压伺服液压机是湖机最新研制的成果,该产品采用五轴伺服电液数控柔性技术,实现自动送料,一次完成拉伸、切边等工艺,广泛应用于汽车、摩托车、家用电器制造等行业。该产品具有自主知识产权,拥有三项国家授权发明专利,多项技术填补国内空白。其主要性能特点有:①机身采用整体框架结构,低合金钢板焊接,具有足够的强度、刚性,达到JISB6403-1994一级精度。②滑块导向采用可调斜楔式四角八面导轨,配有自动循环润滑系统,具有很高的导向精度和抗偏载能力,位移重复精度±0.05mm。③液压垫采用主动伺服泵控系统,用于精确控制压边力,压力控制精度±0.1MPa,可分段设置拉伸中液压垫随滑块行程变化的压边力数值曲线,提高拉伸质量。④液压系统采用进口高压低噪声油泵,通过伺服电机及控制系统进行速度、压力闭环技术和PID控制。实现动态响应灵敏,速度切换平稳,冲击小。超低噪声运行,比常规非伺服系统降低10分贝以上,节电30%~60%。液压垫主动伺服泵控制系统可减少热排放50%以上,液压站不需配置水冷或强冷装置。⑤电控系统采用PLC可编程序控制器,并配置触摸式工业显示屏。可存储、调用50套以上模具参数。⑥具有完善的安全保护系统,标准配置滑块上极限自动锁持机构、液压回路二级安全支撑等。⑦可选配自动夹紧器和液压换模导轨。⑧配备自动送料机械手,采用三轴伺服控制、配有专用端拾器和料架,与压机完美结合实现无人化自动生产。
该公司承担的湖州市重大科技专项计划项目“大口径钢管整形机组研发及产业化”于2015年12月9日通过湖州市科技局验收。大口径钢管整形液压机主要用于直缝焊管的整形工艺。也可应用于部分型材的整形,其产品大量使用在能源、石化、造船、市政、核能等领域。本液压机采用四片组合式模具结构,不仅提高了钢管整形后的圆柱度和直线度,保证了钢管内外表面质量达到预定的质量要求,同时还满足不同直径的钢管整形,降低了模具费用支出;配置的快速换模修模机构,提高了换模效率。项目关键技术已获得6件国家专利授权,其中2件为发明专利。
2016年1月初,安阳锻压公司顺利完成了出口土耳其一条数控模锻生产线的安装和调试工作,已全面投产。该条锻造生产线包括下料设备精密棒料剪断机,加热设备感应加热炉,预成形设备楔横轧,切边压力机,核心锻造设备为安阳锻压数控全液压模锻锤。该条生产线主要用于锻造手工具及汽车门铰链,整条生产线规划设计及全部设备由安阳锻压提供。
2016年1月10日,天水锻压TDYA39K-3600/ 13000大吨位框架式双缸数控成形机、YS32K-315动车用电机定子数控压装机、RD-QAD11K-16×12000宽厚板数控二维送料剪切单元等3种新产品进行科技成果鉴定。与会专家对天水锻压在市场比较低迷的情况下依旧坚持坚持自主创新的做法表示赞赏。鉴定结论为大吨位框架式双缸数控成形机达到国际先进水平,其余2项达到国内领先水平。
由山东恒泰车桥公司总工程师王孝文博士和重庆理工大学胡亚民教授主编的《分模模锻》一书将于2016年由武汉理工大学出版社出版。
分模模锻工艺是挤压与模锻成形的有机结合,在压力机足够强大的压力下,利用冲头使金属材料在预热的复杂模腔内变形和流动,而且一次实行多方位的脱模动作,从而获得所需尺寸形状和良好力学性能的锻件。分模模锻工艺与热挤压工艺有相近之处,但分模模锻工艺所使用的模具结构较复杂,一般凹模或凸模由两块或多块组成。由于钢质坯料被加热后为红色,国内也有一些人称其为“红冲”。
分模模锻工艺原则上不受产品零件的材料和外形的限制;生产效率高,适宜大批量生产;零件表面粗糙度接近模具,尺寸精度高;分模模锻件内部可以有深孔,而一般锻模件为实心。小型分模模锻件的飞边厚度可达0.5mm,同类模锻件的飞边厚度在2mm以上;分模模锻件力学性能好,金属致密度高,抗蚀能力强。
分模模锻工艺在日用五金工业生产中得到广泛应用,如管道五金件中的各种阀门、三通、四通、弯头、螺母等模锻件,可以完全取代压铸件和普通锻造件。在汽车等领域,如汽车差速器行星齿轮和半轴齿轮,原采用一火二锻或二火二锻的精锻加工,不能将内孔锻出。采用分模模锻工艺加工,可以一火一锻,也可以锻出轴孔。
采用专门的多向模锻水压机进行多向模锻(即采用分模模锻)工艺可生产助力器外筒、多向球形接头和导弹喷射器,模具结构大大简化。
《分模锻造》第1章绪论介绍了什么是分模模锻、如何分模,以及国内外在普通锻压设备上分模模锻的情况和在专用设备上分模模锻的情况;第2章、3章、4章介绍了分模模锻生产的基本知识;第5章介绍了水平分模模锻,如刚性元件合模、弹性元件合模和液压系统合模;第6章介绍了垂直分模模锻;第7章介绍了在普通锻压设备上分模模锻包括分模胎模模锻的各种典型的分模模锻件实例;第8章介绍了在多向模锻压力机上分模模锻的各种实例;第9章介绍了分模模锻的计算机模拟,列举了万向节十字轴、弯头和小型铝合金连杆体三件实例,描述了工艺参数和不同加载路径对分模模锻成形件的影响,等等。
(本刊通讯员胡亚民)