聯(lián)合鍛造成形技術(shù)在驅(qū)動輪軸技術(shù)改造中的應(yīng)用

文/夏占雪，王云飛?第一拖拉機(jī)股份有限公司工藝材料研究所

潘現(xiàn)芬?第一拖拉機(jī)股份有限公司鍛造廠

聯(lián)合鍛造成形技術(shù)在驅(qū)動輪軸技術(shù)改造中的應(yīng)用

文/夏占雪，王云飛?第一拖拉機(jī)股份有限公司工藝材料研究所

潘現(xiàn)芬?第一拖拉機(jī)股份有限公司鍛造廠

概述

驅(qū)動輪軸（圖1）是拖拉機(jī)傳動系統(tǒng)上關(guān)鍵零部件，據(jù)不完全統(tǒng)計，一拖公司大輪拖拉機(jī)的年裝機(jī)量在5萬臺左右，驅(qū)動輪的年需求在10萬件以上，由于設(shè)備布局等因素的影響，驅(qū)動輪軸平均班產(chǎn)量僅有160件左右，月產(chǎn)量僅有2000余件。生產(chǎn)效率一直得不到提高，難以滿足廠內(nèi)需求，主要受到以下幾方面因素的制約。

圖1 驅(qū)動輪軸

⑴生產(chǎn)流程長。現(xiàn)行的驅(qū)動輪軸工藝流程為：下料—加熱—輕鍛車間1250t平鍛制坯—打磨—轉(zhuǎn)運(yùn)—加熱—修鍛車間終鍛，平鍛制坯和終鍛要在兩個車間進(jìn)行，中間還要轉(zhuǎn)運(yùn)，生產(chǎn)效率低下，能耗大，生產(chǎn)成本高。

⑵平鍛制坯工藝穩(wěn)定性差。由于輕鍛車間的電加熱爐達(dá)不到工藝要求，制坯前加熱不均、制坯工藝存在問題、兩次加熱等因素，導(dǎo)致中間毛坯存在溝槽或充不滿，約20%的毛坯需要通過打磨解決，而且造成最終鍛件法蘭厚度不均、折疊，嚴(yán)重的甚至報廢，增加了生產(chǎn)成本。改造前的感應(yīng)爐如圖2所示。

圖2 改造前的感應(yīng)爐

⑶終鍛工序生產(chǎn)率低。由于修鍛車間采用的是箱式煤氣加熱爐（圖3），爐溫升溫慢，污染環(huán)境，加熱效果差，同時，受修鍛車間煤氣加熱爐規(guī)格的限制，每爐加熱坯料僅有30件左右，加熱至鍛打溫度需要1.5～2.5小時，該工序是造成修鍛車間生產(chǎn)效率低的主要原因之一。

⑷鍛件產(chǎn)品質(zhì)量差。由于生產(chǎn)過程是在兩個車間完成，每個車間的生產(chǎn)工序需要分別加熱完成，浪費(fèi)大，導(dǎo)致鍛件生產(chǎn)成本高，表面質(zhì)量差。

圖3 箱式煤氣加熱爐

技術(shù)改造

⑴充分利用資源。把模鍛車間閑置的1250t平鍛機(jī)（圖4）搬遷到修鍛車間，把制坯和模鍛工序放在一起，這樣不僅可以減少一道加熱工序，且避免了坯料的來回轉(zhuǎn)運(yùn)。

圖4 1250t平鍛機(jī)

⑵工藝改進(jìn)。設(shè)計新的平鍛制坯工藝和加熱參數(shù)，提高加熱爐與工藝的匹配性，提高過程穩(wěn)定性，取消打磨工序，提高生產(chǎn)效率。

⑶生產(chǎn)流程再造。重新進(jìn)行生產(chǎn)流程設(shè)計，新的工藝流程為：下料—加熱—修鍛車間1250t平鍛制坯—修鍛車間模鍛（圖5）。

圖5 生產(chǎn)流程再造

⑷采用聯(lián)合鍛造生產(chǎn)工藝技術(shù)，通過設(shè)備重組，實現(xiàn)一次加熱完成所有工序。最終達(dá)到提高生產(chǎn)率的目的。

根據(jù)最終確定的設(shè)計方案，完成了設(shè)備的安裝以及感應(yīng)加熱爐的升級改造，新的工裝模具及生產(chǎn)工藝的開發(fā)，整個項目歷時4個月，一次性調(diào)試成功，隨后正式轉(zhuǎn)入大批量生產(chǎn)。

實施效果

⑴通過生產(chǎn)流程再造技術(shù)，由兩個車間完成的工序集成到一個車間進(jìn)行，提高了各個工序之間的連續(xù)性。

⑵設(shè)計了一種科學(xué)合理的初成形制坯工藝，解決了原生產(chǎn)工藝不良品率高，成形過程不穩(wěn)定的問題。制坯工序不良品率由原來的70%降低到不足1%。

⑶開發(fā)了一種新的生產(chǎn)工藝技術(shù)，達(dá)到了縮短生產(chǎn)流程、一次加熱完成全部工序、節(jié)能降耗50%以上的目的。班產(chǎn)定額由原來的160件提高到現(xiàn)在的240～270件，生產(chǎn)效率是原來的1.5倍。

⑷突破現(xiàn)有單臺設(shè)備鍛造成形的生產(chǎn)工藝，首次采用2種模鍛設(shè)備聯(lián)合鍛造的方式生產(chǎn)驅(qū)動軸產(chǎn)品。為今后開發(fā)新工藝新技術(shù)具有很好的借鑒指導(dǎo)意義。

⑸實現(xiàn)一火鍛造（電加熱），節(jié)約一火煤氣加熱動能費(fèi)，煤氣爐加熱1kg鍛件需要0.56元，加熱一根驅(qū)動輪軸平均需要煤氣費(fèi)約20元。

⑹提高了產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)的毛坯表面質(zhì)量好，溝槽、折疊等缺陷減小，不需要打磨，提高了鍛件厚度的均勻性（圖6）。

圖6 產(chǎn)品質(zhì)量提升

結(jié)束語

利用現(xiàn)有資源，通過生產(chǎn)流程再造，采用兩種不同的模鍛設(shè)備，進(jìn)行拖拉機(jī)驅(qū)動軸的聯(lián)合鍛造成形，解決了企業(yè)生產(chǎn)中存在的瓶頸問題，月產(chǎn)能由原來的2000件提高到4000件以上，極大的緩解該產(chǎn)品不能滿足裝機(jī)需求的問題，將單個不同的設(shè)備通過技術(shù)改造，組成一條專業(yè)化的生產(chǎn)線，最終達(dá)到降本增效的目的，是現(xiàn)代生產(chǎn)的技術(shù)體現(xiàn)，對今后產(chǎn)品的流程再造具有積極的示范意義。