文／張金 · 中國鍛壓協會

本（běn）文收集整理了（le）2018年以來的鍛件鍛造行業資（zī）料和行業需求，一些內（nèi）容（róng）或項目可能已經過時，也許有（yǒu）一些已經得到解決（jué），列於（yú）此處，便於行業企業參考和了解（jiě）技（jì）術發展脈絡。

鍛件鍛造行業

⑴自動化（huà）生產線（xiàn）的穩定性與諸多因素有關。首先，模具壽命沒有達到3000件以上，就要優先提高模具壽命，減（jiǎn）少換模時間。其次，鍛（duàn）件訂單（dān）批量足夠，如果不能穩定兩班生（shēng）產，就（jiù）不要輕易考慮上全自動生產線，而是用機器人或機械手實現半自動化，解決搬運問題，減輕勞動強度。最（zuì）後，自動化生產線具有信息自動處理和自動控製功能，執行機構按照設計的要求就能完成預定的（de）動作。某些生產線節拍特殊，自動化生產線比人工操作會有20%～30%的損失，但是自動化（huà）生產線可以24小時運轉。

⑵想要自（zì）動化生產線（xiàn）高效率運行，防止（zhǐ）工件傳輸失敗是重要環節。坯（pī）料和工件（jiàn）準（zhǔn）確定位、夾（jiá）持，避免跳料問題的出現，在模具設計過程中一定要認真研究。

⑶鍛造坯料的溫度控製是影響鍛件質量非常關鍵的因素。自動加熱技術包（bāo）括了自動上下料係統和感應加熱裝置：用光電編碼（mǎ）器檢測上料速（sù）度，控製（zhì）生產節拍；紅外（wài）輻射溫度計和光電開關共（gòng）同完成（chéng）坯料溫度的測量和控製溫度分選機（jī）構動作的執行（háng），保證溫度合格（gé）的坯料進入鍛造工序。

⑷保持自動化生產線的幹淨和整潔是非常突出的問題，定時定點地對潤滑冷卻係統以及設備係統每一個點位的（de）電（diàn）壓和電流（liú）測（cè）試是比較有效的辦法。

⑸節約材料是鍛造永（yǒng）恒的課題，從材料利用（yòng）率（lǜ）來確定工藝優化目標，實現每一個生產要素的優化。一個優秀的鍛造工程師（shī）不僅僅是注重新品開發，更要不斷優化工藝，持續開展降低材（cái）料消耗和提升生產率的工作。

⑹鍛件鍛造工藝模擬軟（ruǎn）件（jiàn）應用成為了行業的一個軟肋，如何在生產實踐中用好模擬軟件已經成為一個（gè）難點。大部分的研究人員（yuán），僅在試驗研究階段的模擬比較多見；加快模（mó）擬技術在研究成果（guǒ）產業化推廣中（zhōng）的應用，必（bì）須予以重視（shì）。

⑺降低每個鍛件的成本，才能獲得（dé）市場競爭（zhēng）力。測算每一（yī）類產品的製造費用並核算到每個工序，實施有的放矢的考核措施，才能獲得成（chéng）效。例如每個鍛件減少0.1～1元的成本，即實施1元錢工程。在製品和庫存數量的控製是關鍵環節，如果材料占用資金特別大(3億元（yuán）銷售額占用超過5000萬元或更高)，每年就會減少6%的利潤（rùn）。

⑻材料費用占鍛件價格的比（bǐ）例較高，因此材料價格與銷售價格漲跌必須匹配，在價格上按照國際慣例執行。不要在材料上留下雙方（fāng）合作的隱患，該漲價漲價、該降（jiàng）價降（jiàng）價，不要總是漲價，而（ér）沒有降（jiàng）價，要形成與市（shì）場價格（gé）聯動的機製。

⑼“雙碳”目標關乎到每個企業（yè）未來（lái）的發展，鍛造行業的碳排放究竟如何（hé），每一個企業必須予以精確的統（tǒng）計和計（jì）算（suàn），找（zhǎo）到薄（báo）弱環節，及時投（tóu）入（rù）相關的技術和裝（zhuāng）備建立有效的能源管理措施，加強汙染物（wù）治理。根據鍛（duàn）造企（qǐ）業的生產情況，對（duì）照《綠色工廠評價（jià）通則》國（guó）家標（biāo）準，盡可能地滿足國家或者地方相關法律法規及（jí）標準的要求，從建築材料、建築（zhù）結構、采（cǎi）光照明、綠化及場地、再生資源及能源利用等方（fāng）麵進行節材、節能、節水、節地、無害化及可再生能源（yuán）利用。

⑽根據不同產品鍛造工藝，從模（mó）具結構、模具表麵處（chù）理，模具壽命（mìng），模具（jù）翻新修複方（fāng）式與鍛造設備噸位、打擊能量之間的（de）關係（xì）等進行研究，積（jī）累經驗，建立數據庫，形成專家係統，是企業數字化（huà）、智能化發展的重（chóng）要基礎。模（mó）鍛工藝、模具設計是知識和經驗長期積累固化的複雜過程。預鍛模、終鍛模的邏輯關係是反（fǎn）複試驗、反複修正的結果。在數字化和智能化的（de）環境下，可以提高設計的效率和質量。

⑾鍛件（jiàn）產品的數字化設計成為現代化的鍛造設計手段。CAD(計算機輔助設計)技（jì）術在企業中越來越廣泛地投入應用，但是由於存在各種各樣的（de）製約因素，CAD技術的優勢並沒有發揮出應有的作用（yòng）。其中之（zhī）一就（jiù）是，CAD標準體係可（kě）以（yǐ）建立（lì）圖文並茂、參數（shù）化的標準件庫，替代各種形式的（de）標準化手（shǒu）冊，促進企業掌握和運用標準，減少重複設計勞動。

⑿由於高強鋼、有色金屬鍛（duàn）造的（de）鍛（duàn）件具有綜合力學性能、耐蝕性好等（děng）優勢，在國民經濟建設和國防軍工等領域（yù）有了更加廣泛地應用（yòng），特別是能夠滿足裝備製造業輕量化（huà）的要求，其應用前景更加令人關（guān）注。冷溫（wēn）成形由於沒有加熱過程或者加熱溫度低的優點，必定是未來低碳成形的發展趨勢，也是重點發展的（de）領域（yù）。

⒀材料（liào）精準本構模型開發研究，建立材料溫度-應力-應變數據（jù）庫和材料潤滑劑摩擦係數數據庫，提高CAE 仿真的準確度，推（tuī）動基礎工藝進步。根據（jù）不同材料牌號，鍛件尺寸結構和（hé）材料（liào）成分偏析性能等，建（jiàn）立鍛件材料數據庫。以鍛件材料及尺寸等級進行（háng）分類（lèi），完善材料基礎數據、工（gōng）藝參數和設備信（xìn）息，為全行業工藝（yì）技術人員提（tí）供開發新產品，突破材料成形極限，優化工藝（yì）路（lù）線，大幅度提升工（gōng）藝水平的基礎，為（wéi）配套領域實現輕量化、節能環保創造必要條件（jiàn）。

⒁尖端材料基礎特性及變形（xíng）機理研究，加強大鍛件基礎共性技（jì）術研究，如新材料成分、熱變形行為、缺陷和組織性能控製、大型鋼錠（dìng）材料成分、宏觀偏析、純淨（jìng）度（dù）及冶金缺陷等精確控製技術、大鍛件內部夾（jiá）雜性缺陷（xiàn）、裂紋性缺陷以及粗晶和混晶等材料組織缺陷形成機製（zhì）及控製技術（shù）研究等等。並在材料、冶鑄、鍛造和熱處理（lǐ）等單項技術基礎上，加（jiā）強大鍛件製造全流程的技術集（jí）成研究，尤（yóu）其是材料（liào）成分（fèn）與組（zǔ）織性能關係、冶（yě）鑄與鍛造及（jí）鍛造與熱處理界麵的技術研究。在上述科學研究基礎上，開發各種（zhǒng）大鍛件短（duǎn）流程製造技術、大型（xíng）結構複雜鍛件的仿形鍛造技術等等。

⒂無焰燒嘴開發技（jì）術。燃氣（qì）加熱是軋（zhá）鋼、鍛造、熱處理等熱加工的第一道工序，而實現無害排放（fàng）和節能（néng）成為了“加熱（rè）”的重要課題。我國（guó）加（jiā）熱爐及熱處理爐的燒嘴（zuǐ）與國外存在巨大的差（chà）距，為此需要開發無焰燒嘴，主要內容如表1 所示。

表1 國內與國外在加熱爐及熱處理爐燒嘴上的技術（shù）差距

編輯

⒃大型鍛件坯料製備技術(構築成形技術)：連鑄坯質量穩定；表麵加工質量與清潔；焊合質量；加熱與鍛合。

⒄多向模鍛研究（jiū）目標。掌握多向模鍛的技術與裝備的特點；了解不同材料典型模鍛件多向模鍛工藝的製定步驟與形性（xìng）控製共性技術；掌握複雜鍛件多向模鍛模（mó）具的設計方法（fǎ），滿足模具製造的技術要求；實現部分空心（xīn）零件和大型閥體等典型多向模（mó）鍛件常（cháng）規工業生產（chǎn）。

⒅大鍛（duàn）件模鍛化趨勢。大鍛件模鍛技術能夠引起重視，是（shì）因為當下（xià）能很容易地製造大噸位的鍛造設備（bèi），同時也（yě）能比較容易地（dì）製造大型模具（jù）(胎模)。製造大型（xíng）設備和大型模具(胎模)的限製條件越來越少，但首先必須解決好成本與零件質量控製的平衡問題。

鍛造、衝壓和（hé）鈑金製作設備及（jí）工模具

⑴數字化樣機技術，主要包括：

1)虛擬仿真技術的應（yīng）用研（yán）究；

2)機電耦合技術研究與應用；

3)虛擬調試技術研究與應用；

4)虛擬動態技術研究與應用；

5)高可靠性裝備開發。

⑵基於開放式數控係統平台的產品控（kòng）製技術，主要包括：

1)控（kòng）製係統後（hòu）置研究與應用開發（fā）；

2)產品工藝子程序開發；

3)產品工藝數（shù）據（jù）庫及控製(算法)模型開（kāi）發；

4)人機界麵（miàn）HMI開發；

5)裝備（bèi）數控係（xì）統開（kāi）發。

⑶基於2D/3D圖形的智能（néng）折彎程序CAM技術，主要包括：

1)折邊CAM開發的工藝需求模型研究；

2)多工藝模式下的無（wú）幹涉求解（jiě）規則研究；

3) CAM開發與迭代；

4)多（duō）邊折邊機CAM。

⑷高動態伺服直（zhí）驅技術，主要包括：

1)變速工況的運動（dòng）特征點研究；

2)低速大扭矩（jǔ）直驅電機的協同研發；

3)大推力直線電機的協同研發及驅動應用研究；

4)高調速比（bǐ）弱磁調速技術的研究與應用；

5)轉塔衝床伺服衝頭電機；

6)激光切割驅動（dòng）電機。

⑸高動態橫梁技術（shù），主要包括：

1)多體（tǐ）動力學（xué）仿（fǎng）真與優化；

2)鋁合金及（jí）碳纖維、石墨等材料的複合設計與應用；

3)機電一體化仿真設計與優化；

4)抑振（zhèn）技術的（de）應用研究；

5)激光切割機高速橫梁；

6)轉塔衝床橫梁。

⑹基於動態流的多通道圖形路徑分解（jiě）CAM技術，主要包括：

1)基於工（gōng）件連續送進的多切割頭（tóu）的加工路徑分解；

2)效率最大化求解研究與優化；

3)協同加工循（xún）環軌跡優（yōu）化求解；

4)多頭激光落料線CAM。

⑺基於2D/3D圖形的折（shé）彎機（jī）、機器人加工（gōng）程序自動生成的編程軟件，主要包括：

1)基於2D/3D圖形的機器人折（shé）彎加工程序生成的接（jiē）口軟件研究；

2)基於圖（tú）形導入（rù）的折彎機、機器人協同加工程序生成的接（jiē）口（kǒu）軟件研究；

3)折彎機器人加工係（xì）統。

⑻成形裝備可靠（kào）性（xìng）技術，主要包括：

1)故障模型及設計、質量管控技術研究；

2)設計DFEMA、製（zhì）造PFEMA等方法開展（zhǎn）與研（yán）究；

3)多種仿真軟（ruǎn）件的應用；

4)可靠性技術。

⑼成形裝備健康保（bǎo）障（zhàng）技術，主要包括：

1)故障及信息采集研究；

2)大數據信息物（wù）理模型研（yán）究；

3)監控模型的邊緣計算（suàn）；

4)數據鏡像技（jì）術研（yán）發；

5)健康保障技術。

鍛造、衝壓和鈑金製（zhì）作通用研究（jiū）

⑴材料精準本構模型開發研究（jiū），建立（lì）材料溫度-應力-應變數據庫和材料潤滑劑摩擦係數數據庫，提高（gāo）CAE仿真的準確度，推動基礎工藝進步。

根據不同材（cái）料牌號，鍛件尺寸結構和材料成分偏析性能等，建立鍛件材料（liào）數據庫。以鍛件材料及尺寸等級進行分類（lèi），完善材料基礎數據、工藝參數和設備信息，為全行（háng）業工藝技術（shù）人員提供開發新產品，突破材料成形極限，優（yōu）化工藝路線，大幅度提升工藝水平的基礎，為配套領域（yù）實現（xiàn）輕量化、節能環保（bǎo）創造必要條件。金屬（shǔ）塑性成形工藝模擬技術；金屬材料在（zài）不同溫度下的應力應變數值。

⑵高動態（tài）伺服直驅技術與伺服功能部（bù）件。

應用於電子電器、汽車、造船（chuán）、飛機製造，以及其他所有需要板材成形的機械製造業是鍛壓裝備重要發展方向。

未來鍛壓設備伺服化是一個重要的趨勢，也是實現自動化、數字化和信息化的重要支撐技術。

⑶鍛壓自動化生產線實時數據采集係（xì）統。

如何采（cǎi）集和分析鍛壓自動（dòng）線（xiàn）的各種重（chóng）要參數（shù），以及通過參數變化來判斷生產線（xiàn）的穩定情況和零部件的尺寸與形位（wèi）偏差（chà）情況，這個係統首（shǒu）要的是建立（lì）一整（zhěng）套（tào）的邏輯關係，同時（shí）需要完美的“傳感器”等硬件。

⑷基於多列庫（kù）的（de）柔性板材加工生（shēng）產係統研究，主要包括：

1)生產數據（jù）係統研究；

2)基於（yú）多設（shè）備、集中物流的協同控製係統研究；

3)並行柔性生產管控係統研究；

4)數字孿生技術研究；

5)板材柔性加工係統。

⑸高強鋼（gāng）模具加熱、冷卻和（hé）衝壓件熱處理機理，主要包括：

1)模具加熱溫度及其檢測與控製；

2)模具表（biǎo）麵處理技術，塗滲材料、厚度與（yǔ）工藝；

3)高強鋼加熱溫度、冷卻速度等的熱處（chù）理參數。

⑹管內壁堆焊與加工技術，主要包括（kuò）：

1)堆焊方式與（yǔ）加工，特別是細管；

2)材料匹配；

3)塗滲工藝。

——文章選自：《鍛件鍛造與（yǔ）衝壓》2022年（nián）第1期

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