山西华清精密塑性成形有限公司 项目可研报告
该齿轮生产新技术与传统技术工艺的对比如图1。
齿轮精密塑性成形具有以下优点: (1)提高产品的力学性能
成形的零件保持了流线的完整,细化了组织,可提高齿轮强韧性20%左右,疲劳寿命提高2倍。
(2)节能省材,减少环境污染,降低生产成本
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材料利用率由50%提高到80%以上;降低加热温度和时间,减少加热次数和切削量,节约能源30—50%。降低齿轮生产成本30%以上,提高模具寿命,具有明显的经济效益。
(3)生产率高
“下料——加热——温、冷精密成形——形变热处理”一条龙生产,便于组织连续化生产,一个单元可生产1.0— 40件/分钟。 (4)产品的精度高,表面粗糙度低,可直接生产出产品零件。 (5)具有良好的社会效益,精密成形技术,降低了加热温度和加热次数,降低了能耗;减少了锻造车间的噪音,净化和改善了劳动环境。
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模数为3、齿轮21、齿长33mm、齿高7mm。齿型公法线公差小于0.03mm,齿形满足产品要求,表面粗糙度达到Ra0.8,流线顺畅,所需成形力小。
总之,齿轮精密塑性成形技术是先进可行的,对齿轮制造工艺来讲是一个突破性的转变,影响深远。 2.2国内外研究现状与发展趋势
该技术为自主知识产权技术,在国内是独一无二的,对于大模数、长齿轮直齿齿轮的精密成型技术达到国际领先水平。
从七十年代以来,各工业发达国家政府与工业界对近净成形技术投入了大量资金和人力,使这项技术得到很快发展,由于这项技术对市场竞争能力的突出贡献,被美国、日本政府和企业列为九十年代影响竞争能力的关键技术,其产值增长幅度也远高于制造业产值增长幅度。
主要发展趋势有:
1、不断开发近净成形新技术
工业发达国家一直致力于开发近净成形新技术,在本专题所涉及的各件领域都有很大进展,因而近净形成形所占比重和成形件精度以及成形零件的复杂程度都有很大提高。例如汽车缸体铸件已经做到壁厚在3~4mm,轿车齿轮已有很多可以采用冷挤压生产,齿形不再加
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工。轿车等速万向节零件是很复杂的零件,已经可以采用精确的塑性成形技术来生产。轿车连杆不仅尺寸精度高,重量偏差也小,轿车连杆重量精度已经可以控制在3~4%以下,这些技术都推动了轿车自重降低和性能提高,随着成形精度提高已经开发了一大批近净成形工艺技术。新材料的发展推动了新的成形技术研究开发,高密度能源(激光、等离子束、电子束等)的发展和用于近净成形,也推出了一批新的近净成形工艺。所有这些都使这项技术形成了五彩纷呈、竞相发展的局面。在我国近净成形技术在整个成形制造生产中所占比重还比较低,成形件精度总体水平平均要比发达国家低1~2个等级,一些新技术只有少数企业采用,不少复杂难成形件我国还不能生产,部分先进成形设备、机械手机器人,很大一部分高水平自动化生产线国内还不能成套提供,因此总体水平要比国外落后15~25年。 2、应用工艺模拟技术,优化净成形工艺参数
传统的成形技术是建立在经验和实验数据基础上的技术,制定一个新的零件成形工艺在生产时往往还要进行大量修改调试。计算机和计算技术发展,特别是非线性问题的计算技术发展,使成形过程的模拟分析和优化成为可能,国外通过大量工作已经形成铸造、锻造、复盖件冲压、模具CAD/CAM等多项商业软件,有力推动了近净成形技术发展,我国在模拟分析研究方面已经做了不少工作,但力量分散,每个单位的投入都不足,单项研究多,成为商品软件的很少,现在国外成形软件相继进入国内市场,也暴露出成本高、不适合国情等问题。
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如何组织国内力量。从国情出发,把优势单位组织起来,开展工艺模拟和优化工作,开发先进适用软件,是当前应当解决的问题。 3、不断开发适于近净成形生产用机器人和机械手
近净成形通常是大批量生产,需要建设自动生产线,需要有相应的机械手和机器人,由于工作环境的多样性,通常又在高温下工作,因此近净成形机械手和机器人与一般冷加工和装配用的机器人有不同特点,在国外针对不同成形工艺需要,通过多年工作已经掌握了一系列成形机械手和机器人的设计制造技术,我国生产用成形机器人和机械手除部分引进消化发展和自行开发能提供企业需要外,多数产品还需要研究开发或通过引进消化吸收发展,逐步形成系列化。 4、开展并使用近净成形自动生产线和柔性生产线建线和控制技术,不断提高生产效率
国外大批量生产的近净成形多数采用了自动线生产,因而具有生产率高、质量稳定、劳动条件好等优点,在工业发达国家这种生产线研究和建设已有几十年历史,并且随着人们对产品个性化的要求,已经出现一些柔性生产线。我国一些重点企业在70~80年代前期依靠引进设备陆续建立了一些近净成形生产线,(例如70年代末期二汽购进了德国奥姆科公司的一万二千吨热模锻压力机生产自动线)。其后通过引进和自主开发,我国在90年代初已经能够全部依靠国内技术和设备建设热模锻生产线。还有很多生产线建设技术,国内尚未掌
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