中國(guó)工程院院士胡正寰：回轉(zhuǎn)成型技術(shù)助力電動(dòng)汽車提高產(chǎn)量提升質(zhì)量

2017-11-23 10:10:01 電力頭條APP 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

中國(guó)工程院院士胡正寰就《高效軸類零件軋制技術(shù)及其在汽車行業(yè)的應(yīng)用》發(fā)表演講，以下為演講實(shí)錄：我們通過一種新的工藝來做軸類零件，由于汽車當(dāng)中有不少軸類零件，所以這個(gè)技術(shù)得到了推廣和應(yīng)用。這是用軋制的

中國(guó)工程院院士胡正寰就《高效軸類零件軋制技術(shù)及其在汽車行業(yè)的應(yīng)用》發(fā)表演講，以下為演講實(shí)錄：

我們通過一種新的工藝來做軸類零件，由于汽車當(dāng)中有不少軸類零件，所以這個(gè)技術(shù)得到了推廣和應(yīng)用。這是用軋制的方法來做出來，但是又叫回轉(zhuǎn)成型。這個(gè)技術(shù)大家一看就知道了，它是冶金軋制技術(shù)與機(jī)械軋制技術(shù)的交叉發(fā)展。

大家知道冶金的軋鋼具有什么特點(diǎn)嗎?首先是效率高，線材每秒可以達(dá)到100米，而且質(zhì)量好，所以冶金生產(chǎn)就得到了大量的應(yīng)用。傳統(tǒng)的軋鋼只能做全部的等截面的材料，做不了零件，我們技術(shù)就是把零件用軋鋼的方法做出來。這個(gè)特點(diǎn)就是特殊軋制，產(chǎn)品特殊，模具特殊，設(shè)備也特殊，所以冶金又叫特殊軋制。效率很高，全部都是短截面的。

因?yàn)槭亲隽慵赃M(jìn)入了機(jī)械制造行業(yè)，機(jī)械行業(yè)最傳統(tǒng)的方法是什么?一個(gè)是切削，一個(gè)是鍛造。現(xiàn)在我們用軋制的方法把它做了出來，切削是連續(xù)地、局部地把多余金屬去掉，鍛造是整體的轉(zhuǎn)移成型，材料就可以節(jié)約了，軋制是連續(xù)的，也是局部的成型，但是金屬是轉(zhuǎn)移成型，所以具有兩個(gè)工藝不同的特點(diǎn)，又具有相同的特點(diǎn)。這個(gè)是高壓線持平里面的鐵芯子，原來是用這個(gè)切削，現(xiàn)在是滾一圈出來，明顯的優(yōu)點(diǎn)就是這樣的工藝，模具上面滾一圈就可以做出來。

這個(gè)現(xiàn)在已經(jīng)投產(chǎn)了，原來是5分鐘1件，現(xiàn)在是1分鐘6件，材料節(jié)省了1/3，江蘇的這個(gè)廠是5000件就需要50臺(tái)車床每個(gè)工人操作2臺(tái)，現(xiàn)在是2臺(tái)設(shè)備5個(gè)人，占地面積同時(shí)就少了，結(jié)果就是做出高質(zhì)量的產(chǎn)品，但是成果大幅度將，這樣就有競(jìng)爭(zhēng)力了，企業(yè)就越做越大了。

鍛造是用汽車的后橋主動(dòng)軸，傳統(tǒng)的工藝包括美國(guó)都是這樣，下料、拔長(zhǎng)、滾壓、模鍛，再把黑面去掉，現(xiàn)在我們就是通過一道工序做出來，和鍛造對(duì)比的話，因?yàn)槟６问钦w變形，它的力量載荷大量下降，下降的好處是什么?這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率可以提高很多倍，材料可以節(jié)省10%-30%，零件的綜合性能也會(huì)提高。因?yàn)榻饘偈峭耆凑樟慵止]有斷，所以批量載荷也會(huì)提高，生產(chǎn)沒有噪音，很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，所以得到了社會(huì)上的承認(rèn)。

這種工藝也有它的弱點(diǎn)和缺點(diǎn)，大家一看就知道它的模具復(fù)雜，掌握起來比較不容易，因此這個(gè)工藝只是批量比較大。這個(gè)技術(shù)是做零件，我們國(guó)家正好是汽車大國(guó)，所以就有了比較多的應(yīng)用。

按照這種軋制的方法來做零件，我們可以看到都是做軸內(nèi)零件，實(shí)際上還可以做別的零件，由于時(shí)間的關(guān)系重點(diǎn)介紹我們做的工作。首先是汽車的前梁桿類零件，還有齒類零件和軸類零件，這兩個(gè)模具是楔橫軋，兩個(gè)模具是同方向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)當(dāng)中把零件轉(zhuǎn)出來。這個(gè)變形是直接壓縮、長(zhǎng)度延伸，它的模具就是前面紋齒后面滾軸。

這個(gè)工藝還可以軋球類零件，汽車?yán)锩婧芏噍S承里面也有球，這兩個(gè)模具也是同方向旋轉(zhuǎn)，正好可以設(shè)計(jì)成螺旋的，直接壓縮軸向變長(zhǎng)，這種方法就可以軋球，同方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)軋件反向旋轉(zhuǎn)，中間在模具里面前行，最后就軋出來了這個(gè)球。現(xiàn)在轉(zhuǎn)出來了多少?比如軋大球一般都是40-80個(gè)，軋小球可以1000個(gè)，生產(chǎn)效率就非常高了，火車輪轂都是用這種方法來成型的。

上天的一些東西都是靠這種球形成型，這是做民用產(chǎn)品，軍用上天的那些也是這樣出來的。

下面把我和我的團(tuán)隊(duì)做的工作和大家匯報(bào)，我的團(tuán)隊(duì)是做軸內(nèi)零件和球內(nèi)零件，我是做了六十年這項(xiàng)工作，今年八十三歲，現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用，大概是在27個(gè)省市建了300條生產(chǎn)線，用于生產(chǎn)各種零件，分布在27個(gè)省市，其中有18條生產(chǎn)線賣給美國(guó)、俄羅斯、日本和土耳其，產(chǎn)量大概是500萬(wàn)噸，年產(chǎn)量大概是40萬(wàn)噸零件。

如果加上電動(dòng)汽車發(fā)展，固定軸還有沒有前途?他們正在考慮這個(gè)問題，國(guó)外這個(gè)工藝出現(xiàn)以前都是切削的，現(xiàn)在是用滾軋的方法做出來，這些都已經(jīng)形成規(guī)模了，效率又高又節(jié)省材料。原來的工藝就是鑄造或者鍛造，把一小段料垂直來打，前面是鑄造，后面是斷檔。

我們出口土耳其的生產(chǎn)線，是用滾扎的方法出口到土耳其，不用下料，通過這個(gè)快速加熱。這個(gè)也是預(yù)熱、加車、均熱，最后進(jìn)入了軋制階段。

我們并不是采用哪家有這個(gè)零件哪家就上這條線，非常適合建專業(yè)化的廠，把零件賣給其它的使用廠實(shí)現(xiàn)雙贏，這種專業(yè)化廠的產(chǎn)量都是每段5萬(wàn)噸，所以走這條路實(shí)現(xiàn)雙贏。

這是在河北建的專業(yè)化廠，一共有10臺(tái)軋機(jī)，生產(chǎn)不同的軸賣給其它的使用廠。這是在安徽建的生產(chǎn)轎車變速箱的專業(yè)化廠，還有生產(chǎn)銅球的，也是采用這種方法在生產(chǎn)，推廣了幾十條生產(chǎn)線。目前開發(fā)投產(chǎn)的品種大概是500多種，主要是量大的，汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)、五金工具等等。現(xiàn)在我們生產(chǎn)的零件最小的直徑是8毫米，最大的直徑是165毫米，短的是20毫米，長(zhǎng)的是120毫米。

這個(gè)技術(shù)復(fù)雜在什么地方?除了軋機(jī)特殊之外，模具也是很特殊的，因此我們建立了模具制造中心，但是模具的壽命非常高，所以廠家就不要自己做了，他們也做不了。我們每年要為企業(yè)提供500副模具，展開來看都是看不到零件的樣子，也都是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。這個(gè)模具加工的量雖然不大，但是一般偷不走，因?yàn)槭峭ㄟ^數(shù)控加工。

這個(gè)工作大家一想就知道，那個(gè)時(shí)候我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室做了大量的工作，然后再去推廣，凡是沒有把握的新的產(chǎn)品都在實(shí)驗(yàn)室做成了再去推廣。這里有些理論技術(shù)問題，大家知道這個(gè)是回轉(zhuǎn)變形，變化也是非常激烈的，做得不好就不能成型，做得好性能就達(dá)不到，因此這是學(xué)校的特點(diǎn)，大家一看就知道不是光是理論，還是做大量的實(shí)驗(yàn)。

我們也出了一些專著，而且得到了國(guó)家的獎(jiǎng)勵(lì)。這個(gè)就是數(shù)字模擬的，說明數(shù)字模擬非常吻合，否則就是在修改模型。這種應(yīng)力是很復(fù)雜的，這里還有一些理論問題，比如要砸出直角、砸出斜面，這種模具都是空間的曲面，這種曲面是怎么來的需要搞清楚，包括力量參數(shù)，壓力扭矩是怎么樣的。

簡(jiǎn)單地說一下汽車行業(yè)的應(yīng)用，因?yàn)檫@個(gè)技術(shù)不光用于汽車行業(yè)，我們是一個(gè)汽車大國(guó)，因此這個(gè)技術(shù)可以得到推廣應(yīng)用。首先是凸輪軸，和原來的成型工藝相比可以提升25%-38%的產(chǎn)量，這項(xiàng)技術(shù)我們已經(jīng)在一些大廠推廣應(yīng)用，因?yàn)榭梢源蠓冉档统杀荆埖貌缓镁蜁?huì)削弱。我們不僅掌握了，而且能夠穩(wěn)定投產(chǎn)。

另一個(gè)產(chǎn)品是重型車的變速箱軸，西安法斯特每年生產(chǎn)60-70萬(wàn)臺(tái)，而且每年是60多萬(wàn)件，這個(gè)不光是生產(chǎn)重型車，轎車的變動(dòng)軸也在生產(chǎn)。這是重型車變速箱里面的軸，最大直徑是165毫米，最細(xì)直徑是50毫米，現(xiàn)在我們把它軋制成功了，鍛造是很難做到這么精的，一邊的余量是2毫米。本來這是一汽的產(chǎn)品，但是一汽反而沒有投產(chǎn)，而是山東的一些小廠投產(chǎn)了。

轎車變速箱里面的軸國(guó)外都是冷擠壓出來的大量生產(chǎn)，冷擠壓確實(shí)很有優(yōu)點(diǎn)，但也有它的不足的地方，冷擠壓的力量是很大的，所以現(xiàn)在我們已經(jīng)開始部分占領(lǐng)轎車的變速箱軸，生產(chǎn)不僅是供安徽，也供上海的中外合資企業(yè)使用。當(dāng)然，它的性能要求比較高，現(xiàn)在都達(dá)到了，而且是長(zhǎng)期供應(yīng)。

汽車當(dāng)中還有空心件，大概是這樣的生產(chǎn)線，通過鋼管作為原料加上鋅棒軋制，擠壓是用42公斤的料，現(xiàn)在鋼管只要25公斤，加入鋼管把鋅棒放進(jìn)去，空心軸的意義在什么地方?不光是效率高、節(jié)省材料并且質(zhì)量好，而且汽車輕量化，將來可能有些軸內(nèi)件都要做成空心的。我們是掌握了這個(gè)技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)在山東重汽大量生產(chǎn)，可以達(dá)到99%的成品率。

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