联合锻造成形技术在驱动轮轴技术改造中的应用

文/夏占雪，王云飞・第一拖拉机股份有限公司工艺材料研究所

潘现芬・第一拖拉机股份有限公司锻造厂

联合锻造成形技术在驱动轮轴技术改造中的应用

文/夏占雪，王云飞・第一拖拉机股份有限公司工艺材料研究所

潘现芬・第一拖拉机股份有限公司锻造厂

概述

驱动轮轴（图1）是拖拉机传动系统上关键零部件，据不完全统计，一拖公司大轮拖拉机的年装机量在5万台左右，驱动轮的年需求在10万件以上，由于设备布局等因素的影响，驱动轮轴平均班产量仅有160件左右，月产量仅有2000余件。生产效率一直得不到提高，难以满足厂内需求，主要受到以下几方面因素的制约。

图1 驱动轮轴

⑴生产流程长。现行的驱动轮轴工艺流程为：下料—加热—轻锻车间1250t平锻制坯—打磨—转运—加热—修锻车间终锻，平锻制坯和终锻要在两个车间进行，中间还要转运，生产效率低下，能耗大，生产成本高。

⑵平锻制坯工艺稳定性差。由于轻锻车间的电加热炉达不到工艺要求，制坯前加热不均、制坯工艺存在问题、两次加热等因素，导致中间毛坯存在沟槽或充不满，约20%的毛坯需要通过打磨解决，而且造成最终锻件法兰厚度不均、折叠，严重的甚至报废，增加了生产成本。改造前的感应炉如图2所示。

图2 改造前的感应炉

⑶终锻工序生产率低。由于修锻车间采用的是箱式煤气加热炉（图3），炉温升温慢，污染环境，加热效果差，同时，受修锻车间煤气加热炉规格的限制，每炉加热坯料仅有30件左右，加热至锻打温度需要1.5～2.5小时，该工序是造成修锻车间生产效率低的主要原因之一。

⑷锻件产品质量差。由于生产过程是在两个车间完成，每个车间的生产工序需要分别加热完成，浪费大，导致锻件生产成本高，表面质量差。

图3 箱式煤气加热炉

技术改造

⑴充分利用资源。把模锻车间闲置的1250t平锻机（图4）搬迁到修锻车间，把制坯和模锻工序放在一起，这样不仅可以减少一道加热工序，且避免了坯料的来回转运。

图4 1250t平锻机

⑵工艺改进。设计新的平锻制坯工艺和加热参数，提高加热炉与工艺的匹配性，提高过程稳定性，取消打磨工序，提高生产效率。

⑶生产流程再造。重新进行生产流程设计，新的工艺流程为：下料—加热—修锻车间1250t平锻制坯—修锻车间模锻（图5）。

图5 生产流程再造

⑷采用联合锻造生产工艺技术，通过设备重组，实现一次加热完成所有工序。最终达到提高生产率的目的。

根据最终确定的设计方案，完成了设备的安装以及感应加热炉的升级改造，新的工装模具及生产工艺的开发，整个项目历时4个月，一次性调试成功，随后正式转入大批量生产。

实施效果

⑴通过生产流程再造技术，由两个车间完成的工序集成到一个车间进行，提高了各个工序之间的连续性。

⑵设计了一种科学合理的初成形制坯工艺，解决了原生产工艺不良品率高，成形过程不稳定的问题。制坯工序不良品率由原来的70%降低到不足1%。

⑶开发了一种新的生产工艺技术，达到了缩短生产流程、一次加热完成全部工序、节能降耗50%以上的目的。班产定额由原来的160件提高到现在的240～270件，生产效率是原来的1.5倍。

⑷突破现有单台设备锻造成形的生产工艺，首次采用2种模锻设备联合锻造的方式生产驱动轴产品。为今后开发新工艺新技术具有很好的借鉴指导意义。

⑸实现一火锻造（电加热），节约一火煤气加热动能费，煤气炉加热1kg锻件需要0.56元，加热一根驱动轮轴平均需要煤气费约20元。

⑹提高了产品质量，生产的毛坯表面质量好，沟槽、折叠等缺陷减小，不需要打磨，提高了锻件厚度的均匀性（图6）。

图6 产品质量提升

结束语

利用现有资源，通过生产流程再造，采用两种不同的模锻设备，进行拖拉机驱动轴的联合锻造成形，解决了企业生产中存在的瓶颈问题，月产能由原来的2000件提高到4000件以上，极大的缓解该产品不能满足装机需求的问题，将单个不同的设备通过技术改造，组成一条专业化的生产线，最终达到降本增效的目的，是现代生产的技术体现，对今后产品的流程再造具有积极的示范意义。