锻压机械技术发展、存在的问题及未来预测

第一节 我国锻压机械技术发展水平 

一、数控冲剪复合柔性加工线生产技术

数控冲剪复合柔性加工线是锻压机械行业近年来开发的高端产品，代表了国内最高水平和国际技术发展趋势，济南捷迈数控机械有限公司和江苏金方圆数控机床有限公司率先开发了该类产品。

济南捷迈数控机械有限公司开发的C1型数控冲剪复合柔性加工线，由PS31250型数控冲剪复合机、板材立体仓库、吸盘式送料机和码垛分选装置等3部分组成，整线的钢板处理能力为8张／h。PS31250型数控冲剪复合机公称压力(冲／剪)为300／280kN，最大加工板材尺寸1250mm×5000mm，工作台最大行程(X／y轴)2500mm／l400mm，工作台最大移动速度100m／min；冲压部分模位数32(含两套自动分度模)，最大单次冲孔直径88.9mm，最大冲压速度900次／min剪切部分最大单次剪切尺寸800mmXl250mm，y轴单次剪切长度1250mm，X轴方向可连续半剪实现任意长度剪切，最小剪切板厚0．5mm；采用日本FANUC18i数控系统，5个控制轴数(X、Y、T、C、B)，具有工件图形显示功能和RS232C接口。冲、剪滑块上死点、下死点位置可自动设定，剪切刀具间隙可编程控制，冲、剪工序自动转换；冲剪一体化自动编程软件可将工件图形文件生成加工程序，并可对冲压路径、模具规格、分剪排料等进行优化，提高了加工效率和材料利用率。板材立体仓库由货架、板料分层装置、板料定位装置、存取升降机、钢托盘、木托盘及进出料台等组成。吸盘式送料机由吸盘架、升降装置、送进驱动装置、真空系统和气路系统等组成。码垛分选装置由皮带输送机、料箱、数控分选装置(包括辊式输送机、工件数控定位装置、数控吸料码垛机及交换式工件托盘)等组成。控制系统分主机控制单元、立体仓库控制单元、吸盘式送料机和码垛分选装置控制单元以及一个全线控制器。码垛分选装置是数控冲剪复合柔性加工线的重要环节，主机输出的工件被输送到数控定位装置上，并根据大小不同分档定位，数控吸料码垛机将工件吸起，根据指令整齐码垛在托盘上。码垛方式分两种，一是还原码垛，按照排料样式复原码垛；二是指定方式码垛，在工件品种较少时将相同工件码垛在一起。数控吸料码垛机2轴数控，对工件的适应性强，凡尺寸在250mm~250mm和500mm~100mm至最大加工板材的工件都能吸取。数控吸料码垛机还能从主机工作台上直接吸取大尺寸工件，成功解决了大件出料码垛的难题。

江苏金方圆数控机床有限公司开发的APSS型数控冲剪复合加工线，由1台数控冲剪复合机与定位台、自动上料机械手组成，加工板材最大尺寸1250mmX2500mm，板材最大厚度5mm。数控冲剪复合机冲压部分，公称压力300kN，24个标准工位，其中2个自动分度工位，一次冲孔最大直径88．9mm；最大送料速度X轴80m／min，y轴75m／min，最大合成速度110m／min；最高冲切频率1000次／min。数控冲剪复合机剪切部分，公称压力240kN；最大单次剪切尺寸800mm~1250mm，y轴单次剪切长度1250mm，X轴方向可连续半剪实现任意长度剪切，最小剪切板厚0.5mm。采用德国BOSCH—REXROTH公司的液压系统驱动，智能型夹钳可由编程实现自动位移，并有板料脱落报警功能。自动上料机械手配备喷气分层装置，喷出的压缩空气使粘连的板料脱开，避免发生吸双料现象。机械手上装有人工仿真定位驱动装置，保证将板材精确送到主机的夹钳口和原点销上。

二、数控转塔冲床生产技术

数控转塔冲床是锻压机械行业新产品开发最多的品种。

江苏亚威机床有限公司开发的HIQ一3048型和HPI一3044型300kN数控转塔冲床，系该公司与日本NISSHIN—BO公司合作生产的产品。HIQ一3048型300kN数控转塔冲床，其液压系统、数控系统和转盘等主要部件均来自日本NISSHINBO公司。液压系统可对行程、速度、压力编程控制，冲头下死点位置精度达0．01mm，并可实现下死点保压；6个数控轴(X、y、Z、T1、T2、C)，上下转盘分别驱动；3只夹钳的位置均可编程设定、自动调节，以适应不同尺寸板料的需要；脱模自动检测装置可对故障进行自动检测并中断加工程序，以避免机构损坏和出现废品；56个工位，带2个自动分度工位；板料最大移动速度100m／rain；最高冲程次数1500次／min，最高冲孔频率350次／min(步距25．4mm)和750次／min(步距1mm)。HPI一3044型300kN数控转塔冲床采用德国哈雷(H+L)公司的液压冲头和液压驱动系统，西门子(SIEMENS)公司的数控系统，日本NISSHINBO公司的转盘祁旋转模具组件等关键部件。该机系闭式床身和厚转塔结构，具有良好的刚性和导向性；36个工位，带2个自动分度工位；板料最大移动速度90m／rain；最高冲程次数1mo次／min，最高冲孑L频率280次／min(步距25.4mm)和550次／min(步距1mm)。

湖北三环锻压机床有限公司开发的STRIPPIT—HDl500H／30型300kN数控转塔冲床，是该公司引进美国STRIPPIT公司技术生产的新产品。该产品有机械传动和液压传动两种机型，液压传动机型采用德国哈雷(H十L)公司的液压驱动系统，具有结构紧凑、冲压稳定的特点。该机有28个工位，其中4个工位最大冲孔直径为88．9mm，并能提供3个自动分度工位；采用西门子(SIEMENS)公司数控系统和伺服单元，具有直接编程和自诊断功能。该机全行程重复精度为o．05mm，最大冲孔速度400次／min，板料最大移动速度90m／min。

江苏扬力集团有限公司开发的EP20型200kN数控转塔冲床，是国内首台伺服电动机直接驱动的数控转塔冲床。该机公称压力200kN，可加工板材尺寸1250mmX2500mm，板材最大厚度6.35mm；24个工位，其中2个自动分度工位；一次冲孔最大直径88.9mm；最大冲孔频率600次／min，板料最大移动速度106m／min。该机与机械传动和液压驱动的数控转塔冲床比较，既降低了能耗，又减少了油液污染，代表了数控转塔冲床技术发展的新动向。

三、大重型锻压机械生产技术

在大重型锻压机械和金属切削设备开发方面，济南二机床集团有限公司和齐齐哈尔第二机床(集团)有限责任公司做出了杰出贡献。

济南二机床集团有限公司在大重型机械压力机的开发方面始终处于国内领先地位。2005年对通用压力机进行升级换代开发，为上海通用东岳汽车有限公司提供了5条20000kN压力机生产线，为长春一汽大众提供了12条21000kN和20000kN压力机生产线；成功开发了国内规格最大的24000kN重型冲压生产线，研制了I．S4B一2500型25000kN四点多连杆压力机、S4—1000型3闭式四点冲裁压力机、LS4—2250型22500kN闭式四点多连杆压力机以及JF39—1000C型10000kN闭式四点压力机。此外，成功研制了XH2425X50型数控定梁龙门加工中心、XK2125X100型数控动梁龙门镗铣床、XK2136X180型数控动梁龙门镗铣床、XKS2420X60型数控高速定梁龙门镗铣床、XK2420CX60型数控定梁龙门镗铣床、XZK2745X80型数控定梁龙门移动铣钻床和GIMAXl80A数控落地铣镗床等。XKV2420X40型五轴联动数控龙门镗铣床通过国家“863"验收。

齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司注重新产品开发，与日本阪村公司合作开发了BP一44085型和BP一430S5型螺栓自动冷镦机，与瑞典APT公司合作生产了ZF一2000—48／25型数控研配试冲压机，自行开发了JK91—16型三坐标数控冲槽机等产品。同时还在先后推出了国家级新产品TK6916／35X80型重型落地铣镗加工中心、替代进口的高科技重大装备TH6916型落地铣镗加工中心、国家重大技术装备创新项目ZD—TK6913／?0型重型数控对置式铣镗床之后，又相继开发了TK6925型超重型落地铣镗床、国内首台FA一130型高速精密数控落地铣镗床。与清华大学合作研制的XNZD2416型大型龙门五轴联动混联机床通过国家"863"计划专家组验收，同时XNZD2430型重型龙门五轴联动混联机床被列入国家"863"计划滚动项目。

四、数控板料折弯机生产技术

数控板料折弯机的开发是锻压机械行业的又一亮点。

江苏金方圆数控机床有限公司开发的PR6C225X3100型2250kN数控板料折弯机，采用电液伺服同步控制技术，液压系统采用集成式设计，荷兰Delem公司DA69W数控系统，作轴控制(折弯滑块Y1、Y2位置及后挡料Xl、X2、Z1、Z2、R1、R2位置)，液压凸形补偿技术等。该机公称压力2250kN，最大折弯长度3]00mm，滑块行程215mm，滑块快速向下速度120mm／s，折弯速度9mm／s，回程速度80mm／s。该机配备了德国KUKA六轴折弯机器人及其折弯软件，组成数控折弯单元，缩短了折弯工序的辅助时间，显著降低了大型工件单件加工时间，杜绝了人为因素的影响，提高了折弯机的生产效率。该单元代表了国内最高水平。

上海冲剪机床厂开发的ME50／2550型机械电子伺服数控板料折弯机，借助现代电力电子技术的最新成果，将板料折弯机由液压驱动回归到机械传动。该机的折弯滑块由两台伺服电动机同步驱动，在滑块平衡快速运行的同时，滑块挠度得到有效补偿。该机公称压力500kN，工作台长度2550mm；滑块行程115mm，空程速度70mm／s、折弯速度10～20mm／s；滑块定位精度和重复定位精度分别为0.035mm和0.01mm，后挡料定位精度和重复定位精度分别为0.07mm和0.01mm。伺服电动机直接驱动可降低能耗、噪声、污染及制造维修成本，并提高了机床的可靠性、工作速度和效率。

五、高速精密压力机生产技术

锻压机械行业对高速精密压力机的开发也给予了足够的重视。

徐州锻压机床厂开发的SH一25型250kN开式高速精密压力机，公称压力250kN，滑块行程20mm，滑块行程次数150～750次／rain；采用高强度合金铸造机身，具有强度高、刚性好、减震性好等优点；滑块采用三导柱无间隙导向形式，解决了高速运行的高精度难题；装在曲轴上的反向平衡装置，有效减少了运转时上下、前后的振动力；循环油冷系统，通过控制热膨胀提高滑块下死点位置精度；液压式滑块调整锁紧装置，可保证滑块下死点精度的稳定性。

扬州锻压机床有限公司开发的J76—200型2000kN高速精密冲压线，由1台J76—200型2000kN闭式双点高速精密压力机主机和双头料架、S型校平机、凸轮驱动送料机构组成。主机公称压力2000kN、滑块行程30mm、滑块行程次数160～450次／rain；机身采用螺栓拉紧的组合式结构，具有刚性好、角变形小的优点；四点式曲轴支承结构提高了曲轴的刚性和抗偏载能力；组合式气动摩擦离合器一制动器，传动转矩冲击韧度大、制动角度小、使用寿命长；导柱导套式的导向结构，提高了滑块导向精度；完善的动平衡系统和气囊式平衡装置，减少了振动与噪声，保证了高速下整机运行的平稳性；温度自控系统和热补偿技术的应用，提高了滑块下死点的位置精度。

第二节 我国锻压机械存在的问题及应采取的对策 

1、锻压机械行业存在的问题

1）锻件类别的差距

日本作为当今世界上锻压业最先进的国家，其模锻件占总量的82.6%，自由锻件占5.5%，环形件占11.9%，我国模锻件占65%，自由锻件占35%；日本在模锻件中冷锻件占5.8%，我国约占1%（不包含标准件）；日本铝锻件占1.9%，我国占0.1%。

2）劳动生产率

日本全员劳动生产率为175吨/人.年，印度为16.5吨/人.年。我国最具代表性的汽车锻造公司的全员劳动生产率为50吨/人.年，浙江温州地区的统计约为18.7吨/年.人。

3）能源消耗与环保

我国能源总量为世界第三位，能源消费是世界第二位，占世界总消费量10%。能源利用率只达32%，日本为57%，而每百万美元GDP的CO2排量3077.7吨，是日本的11.8倍，印度的1.4倍。

4）模具寿命

我国热锻模寿命一般在4000－6000件，主要受工艺设计、锻造设备、加热、润滑等因素影响，国外模具寿命在10000－15000件，模具寿命是影响锻件成本的主要因素，提高锻模的寿命是锻造企业共同的使命。

2、应对策略

1）解决对我国重大装备所需大型锻件

我国已有8MN以上液压机140余台，其中60MN－125MN压机9台，具备了600MW亚临界火电机组，700MN水电机全部大锻件的生产能力，150MN液压机的投入使用，相应配套装备及工艺水平就位后将能制造550－600吨钢锭，生产300吨级优质锻件，逐步满足现全部靠进口的700MW水电，1000MW核电及超临界火电机组的大锻件。

应该引起高度重视的今年来，由于市场的需求，不少地方盲目上20MN－60MN自由锻液压机，已开始出现供大于求，恶性竞争的苗头，自由锻件的生产能耗高，环境污染重，不能再盲目上马了。

2）加大对模锻件生产的改造力度，形成打造锻造强国的主力军

我国模锻件生产企业，部分骨干企业采用了热模锻压力机，并相应配以操作机械手和多工位热成形压力机外，大多数企业仍采用双盘摩擦压力机上配以空气锤备培德人工操作生产工艺，使锻件精度，模具寿命，锻件质量稳定性均受影响。因而锻造也面临一个国内由于汽车业的发展，国际上全球采购的良好发展机遇，因此锻造企业应加大企业的技改，大力采用打击能量可控的离合式螺旋压力机和热模锻压力机，并配以楔横轧，辊锻制坯工艺，工件传送逐步向手工操作向自动化操作过渡。从新材料（非调质钢）应用、剪切、加热、模具预热、润滑，锻造工艺过程控制，锻件热处理及清理，不断地加以改造。使我国的锻造业在已具备相当产能规模的基础上，提升整体竞争能力。

第三节 我国锻压机械未来发展趋势 

我国金属板材成形行业未来发展将围绕优质、高效、环保和节能这个中心，主要表现为以下几种发展动态和趋势：

1、我国金属板材成形技术迅速提高，与发达国家的距离不断缩小

这主要得益于20多年来我国的对外开放，利用自己的庞大市场把国际知名企业请进来投资办厂或设立销售和服务机械，使世界最先进的技术和设备本地化；正是由这些外来技术和设备的进入，迫使国内技术和设备也不断提高和发展。

例如：通用加板材成形展览会和会议讲座的78家企业当中以国外企业名义和国内企业名义（包括港台地区）参加的各39家，在39家国外企业中25家在中国有自己的中国公司和中国办事处：会田工程技术（上海）有限公司、小松产业机械（上海）有限公司、宁波山田冲床有限公司、村田机械（上海）有限公司、上海舒勒压力机有限公司和日本电产京利株式会社上海事务所、日本川崎油工株式会社上海代表处、株式会社爱西施上海代表处、瑞士技术中心、瑞典萨耀机床公司北京办事处等。另外39家国内企业当中，国外独资企业17家：上海正宜贸易有限公司、博尔豪夫国际贸易（上海）有限公司、旭光（上海）精密模具有限公司、诺信（中国）有限公司、隔而固（青岛）减振技术公司、天田国际工贸（上海）有限公司、宁波哈姆渡机械有限公司、德国米勒万家顿（上海）锻压机械有限公司、力丰钣金机械有限公司、金丰（中国）机械工业有限公司、宜兴北海封头有限公司等，国内优秀企事业单位22家：齐齐哈尔二机床（集团）有限公司、东莞华辉数控机床有限公司、沈阳四龙机器制造有限公司、扬州锻压机床有限公司、西安通力锻压机床有限公司、江苏省徐州锻压机床厂、北京兆维工装有限公司、中国一拖集团有限公司冲压厂、上海华庄实业有限公司、无锡市前洲西塘锻压有限公司等。

2、我国金属板材成形技术向数字化、自动化、专业化、规模化、信息化发展，不断提高产品质量并降低生产成本

从本次展览会参展的展品和参加新技术讲座的内容来看，金属板材成形的设备全部是数控设备，为实现自动化产和现代化生产管理奠定了基础。国外金属板材成形自动化设备的专业公司看好中国市场：伊达机械株式会社、日本SATSUKIKIZAICO.LTD.、美国RAPID-AIRCORPORATION。专业化生产企业迅速增加，从前年宣传、组织展会到现在不到两年的时间内，我国金属板材成形零部件专业企业如雨后春笋般地迅速发展、壮大，从以下几“多”可见一斑：网站上可搜索到的企业——冲压件企业、钣金件企业、五金冲压件企业、冷作厂数量，翻了一番还要多，有自己网站的企业更是越来越多，如上海华庄实业有限公司、沧州瑞尔冲压制造有限公司、无锡市前洲西塘锻压有限公司等；从大型综合企业脱离出来、独立经营、单独核算的专业企业越来越多，如中国一拖集团有限公司冲压厂、广东科龙模具有限公司等；国外金属板材成形专业企业纷纷落户中国，企业数量不断增多、生产规模不断扩大，如宜兴北海封头有限公司、通快金属薄板制品（太仓）有限公司等。专业化、规模化生产是金属板材零部件企业生存和发展的必由之路，如上海华庄实业有限公司由原上海家用空调器厂嘉定联营企业经过近三十年的努力，发展成为一个从事冷冲压加工、金属壳体涂装工艺处理、汽车进出气接管及钣金件生产的专业公司。依靠雄厚的模具设计能力、设施章全的冲压加工条件、先进的涂装工艺生产线、诚挚可靠的信誉和加工质量成为上海家用空调总厂、3M、富士通、日立、开利、大金、飞利浦、夏普、久保田等十几个国际著名公司的定点配套生产基地，同时已成为美国通用汽车进出气接管及其配套钣金件的可靠供应商。宜兴北海封头有限公司是世界最大的封头制造企业——日本北海铁工所在中国兴建的独资企业，主要采用北海铁工所在全球率先发明的冷冲压生产工艺，辅之于热旋压及热冲压，并拥有冷成形分割加工法等封头加工技术，经过近十年的发展和积累，目前已成为我国产量和产值最大的封头专业制造企业。

3、新技术、新工艺、新设备将不断被我国金属板材成形行业所采用

无论是展览会的参展展品和参观观众所感兴趣的内容，还是国际会议的行业报告和新技术讲座，都能得出这样的结论，如日本小松的液压伺服压力机及其应用，德国舒勒公司冲压自动化生产线及其应用，德国米勒万家顿公司的多工位压力机及其应用，瑞典AP&T公司的金属板材成形用液压机和自动化设备，德国AP&T-SCHAEFER公司的内高压成形技术和设备，德国通快公司面向21世纪的金属板材技术、瑞士百超公司的高压水和激光切割技术、瑞士法因图尔公司的精密冲裁及其在汽车零部件制造中的应用，日本会田工程技术株式会社金属挤压加工的应用，意大利BLM公司金属管材、型材的弯曲成形和激光加工技术，日本村田公司转塔冲床伺服驱动技术，日本大东旋压股份有限公司展出的板材旋压成形机，加工外径可达1000mm，最大深度450mm，瑞士博瑞达有限公司展出的高速精密冲床，冲裁力为25吨，冲裁次数可达2000次/分。

4、人才是我国金属板材成形行业发展的关键

随着现代科学技术的迅速发展，数字化、自动化、专业化、规模化、信息化在金属板材成形行业得到了广泛的应用，本次中国国际金属板材成形展览会及会议的内容也完全证实了这一点。所以，金属板材成形企业只有拥有具有现代化专业知识、经过专业技能培训的技术和管理人才，才有可能了解、掌握、引进、使用最先进的金属板材成形技术和设备，将最先进的生产力与最先进的成形技术相结合，制造出物美价廉的产品；除此之外，金属板材成形企业还必须拥有具有专业化的、国际化的市场营销和售后服务人才，才能打开、占领国内外市场，将自己的产品宣传、销售出去，更好的为行业服务、造福于人类和社会。另外，由于现代技术进步、更新速度很快，所以，金属板材成形企业还应当重视在职人员的教育和培训，注重企业知识经济结构的更新，才能保证企业制造技术水平与行业发展保持一致，使自己的企业永远立于不败之地。



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