浅谈曲轴绿色自动化锻造生产线设计.doc

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1、浅谈曲轴绿色自动化锻造生产线设计东风日产PT技术部锻造技术科杜莲莲高磊我国的锻造生产线长期以来一直处于半机械、半人工的生产状态，小锻件的中转搬运基本上都由人工实现，大锻件的中转搬运由机械手实现，设备和机械手之间的信号传递采取点对点的方式，靠人工判断进行操作，生产效率低下、依赖工人经验等都造成了产品难以走向国际市场。随着锻造产品需求量的逐步加大，产品质量要求越来越高，我国锻造生产模式受到越来越大的冲击，锻造生产线正面临着新线高起步和旧线改造的局面，实现锻造生产技术革新和锻造生产线自动化是我国锻造企业面临的一大挑战，也是我国锻造行业走向世

2、界的一级阶梯，打破陈旧的生产模式，积极探索研发适合我国锻造生产的新技术、新装备，是我国锻造行业的发展方向。本文所述锻造自动化生产线是以实现生产线高度自动化为理念进行的创新性设计及应用，该生产线以高智能化的主机辅以机器人及自动传送带为核心，利用信息网络技术为媒介，使用总线的控制为主要方式，把生产线的设备完全连接在一起，形成自动化锻造生产线。一、生产线设计思路1、物流设计思路在车间布置上，尽可能考虑工件加工的工艺顺序，尽量保证工件加工的流水线性。从材料接收到下料，从锻造到热处理，经过喷丸再到最终入库，这样的布局保证了锻件生产的流水性。因此

3、必须要对生产线的物料流通进行设计，保证锻件的顺利流通，提高生产的效率。曲轴自动化锻造生产线的物流设计的宗旨是：将材料切断、毛坯锻压、中间库存、热处理、后处理各个产品工艺阶段布置在同一个车间的同一个生产流上，实现了产品从原材料到成品入库的整个流程在同一条直线上完成，避免了车间的转运及工序间远距离的转运，既缩减了物流的工作量又方便了生产管理。生产线设置了中间库存区，中间库存用于存放控温冷却后的半成品，每个部品约有1.5天的库存量，以应对生产线的设备停止及生产线前后工序之间的部品生产安排，便于生产计划的灵活调整，也便于后工程产品需求变更时进

4、行应对。2、工艺设计思路进行工艺设计选择工艺方案主要从以下四个方面考虑：1）节约原材料。原材料成本在锻造成本构成中占到60％以上，而我国目前模锻件材料利用率在80％左右，自由锻件钢锭利用率在65％左右，因此提高材料利用率，降低金属损耗的潜力相当可观。在工艺设计时主要注意以下几方面：Ⅰ.工艺方案选择时，要把节约材料消耗作为一项重要原则。尽量用模锻、胎膜锻代替自由锻，减少锻造余量，提高锻件表面质量，减少后续加工量。Ⅱ.精确下料、降低刀口损耗。影响锻造材料利用率的因素很多，但精确下料是实现精密锻造的先决条件之一，是节材较可为的方案。大批量生

5、产中可采用精密棒料剪切机，下科质量精度可小于0.5％，端面斜度可小于1.5°，中小批量生产中可采用圆盘锯、带锯床，其下料精度高，端面平直，锯口损耗仅为2.0mm-2.2mm。Ⅲ.坯料加热损耗主要为加热氧化烧损，采用快速加热、少无氧化加热，不但减少氧化损耗而且节能。比如感应加热方式，烧损率小于0.5％，仅为燃气加热炉的1/5。2）减少能耗。炉子燃耗是锻造车间的主要能源消耗。据统计，模锻车间中燃耗占车间各种能耗比例在50％以上，自由锻车间在80％以上。节约燃耗的主要措施包括：Ⅰ.感应加热。采用感应加热炉是模锻车间节能降耗的重要措施，与普通

6、火焰炉相比，感应加热炉热效率可达50％-60％，而且加热时间短，生产效率可提高10％～30％。Ⅱ.余热利用技术。锻造余热热处理是一种锻造和热处理相结合的综合工艺，是一种节能降耗又环保的先进工艺，并具有产品质最稳定的优势。因此，在锻造车间设计时，锻造余热热处理应纳入工厂设计，把热处理炉安排在大批量生产的热模锻设备机组内，组成锻造生产线和自动化生产线。3）环保与安全。锻造车间的振动、噪声、烟尘等对工人健康造成危害，对环境形成污染，必须采取适当措施进行治理。Ⅰ.减振。振动是锻造车间的最大危害之一，因此在进行工艺方案选择时，如果条件允许，尽量

7、采用锻压机代替大吨位锻锤，从根本上消除锻锤振动。Ⅱ.降噪与防噪。锻造车间噪声主要来自于锻锤、机械压力机、剪板机、各种风机和空压机、滚筒清理设备等，车间内的瞬间噪声峰值可达120dB，平均噪声在98～100dB。一般对噪声的治理有三种途径：即降低噪声源的噪声、控制噪声的传播、对噪声接受者采用个人防护。具体措施包括：采用振动相对小的锻压机；设置隔音罩、隔音室把噪声源与外界隔离；当锻造车间的强噪声难以控制在标准范围之内时，为了防止强噪声对锻工的危害，在锻造车间内必须采取个人防护措施。Ⅲ.废气、烟尘处理。废气、烟尘是锻造车间主要的环境污染因素

8、之一，主要来自于燃煤和燃油加热炉的燃烧产物、脱模剂蒸发以及喷丸和喷砂清理产生的金属尘埃等。随着环保、节能要求不断加大，燃煤加热炉正在逐渐被淘汰，新建、扩建厂房多采用煤气、天然气、电等清洁能源，从而在根本上消灭废气的排放。