文/趙春霞，李帥，張振水·中國重型汽車集團有限公司濟南成型廠

隨著自動化裝備在鍛造行業中的不斷普及和應用，通過檢驗的事后解決問題型生產方式因高損失成本已遠不能適應自動化生產的現狀，如何有效提高自動化生產線產品質量是當前鍛造企業生存與發展面臨的新挑戰。鍛造過程特性往往決定了最終的產品質量，通過對已知的過程特性進行控制才能防患于未然。下面，結合本單位轉向節自動化鍛造生產線對鍛造過程特性進行梳理分析。

鍛造生產線基礎——工序過程特性

本單位轉向節鍛打工藝流程為：料段加熱→鐓粗/拍扁制坯→熱模鍛→切邊→冷卻。下面按工序對過程特性進行簡要分析。

加熱工序

(1)料段溫度的控制。

鍛前加熱的目的是正確的利用金屬加熱過程中的微觀演變規律，提高金屬的塑性，降低變形抗力，使毛坯容易變形流動，能夠順利實現成形，同時獲得良好的鍛后組織和性能。針對料段出爐溫度這一特性，現場設備增設自動分選裝置，符合工藝要求料段方可下轉，高溫和低溫料段分別甩入指定區域。

(2)料段端面涂刷隔離介質。

考慮到環保、能耗等因素，普遍采用感應加熱爐，集膚效應易導致相鄰料段黏連，與半自動(或人工)線不同，自動化生產線對生產線整線節拍、穩定性要求較高，若料段粘連，可能造成節拍紊亂，嚴重的還將造成整線停線。

(3)對關鍵部位的點檢。

一是定期對電爐托架、導軌和壓輥部位進行檢查(圖1)，避免以上部位因粘料或變形導致的料段表面缺陷，提高鍛件表面質量；二是定期對電爐出料機構進行檢查，避免料段在出料機構處卡頓造成的節拍波動和料段磕碰。

圖1 定期檢查

鐓粗/拍扁工序

(1)鐓粗/拍扁封閉高度參數的確認。

更換工裝后對封閉高度參數進行確認，避免因材料分布不均造成缺陷。

(2)模具吹掃裝置的點檢。

在鐓粗/拍扁工序中，料段會有大量氧化皮脫落，若氧化皮吹掃裝置出現異常，可能導致氧化皮壓入鍛件表面，導致鍛件出現氧化皮硌傷(圖2)。

圖2 氧化皮硌傷

熱模鍛工序

(1)鍛模橋部間隙確認。

鍛模橋部間隙是保證鍛件厚度、預終鍛存料體積比的基礎，其直接關系到鍛件滿模及設備打擊力等參數，因此應定期對鍛模橋部間隙進行確認。

(2)鍛模噴淋潤滑參數的設定。

鍛模噴淋潤滑效果不良直接導致的產品失效模式有鍛件不滿模(過量時，局部型腔積存脫模劑產生氣阻；量小時，潤滑不良流動阻力增大)、氧化皮硌傷(氧化皮吹掃不徹底)和鍛件表面缺陷(如鍛件局部折疊)，生產現場依據鍛模材質、脫模劑型號等實際情況，確認適合自身模具的脫模劑與水配比及噴淋潤滑時間等細節。

(3)鍛模預熱溫度。

根據模具材質，制訂適宜的模具預熱要求。模具預熱溫度過高或過低，將直接影響模具使用壽命和脫模劑的附著效果，因此，制訂適宜的模具預熱溫度標準和檢測要求至關重要。

(4)頂料裝置檢查。

模架內設有頂料裝置，用以傳遞鍛壓機頂桿的頂料力，頂料裝置的可靠與否直接影響模鍛的效果。因此，頂料裝置在模架設計中極具重要性。生產線從兩方面管控：一是定期檢查頂料裝置是否正常頂出及回位，避免因頂料桿不能正常工作導致的鍛件缺陷及生產中斷；二是檢查頂料桿與孔配合間隙，避免因間隙過大導致的鍛件缺陷(頂料桿位置毛刺，壓入鍛件本體產生缺陷)。

切邊工序

(1)切邊封閉高度。

適宜的封閉高度能使鍛件毛邊正常分離。

(2)切邊模具吹掃、冷卻裝置的點檢。

吹掃的目的是確保凸模型腔內無積存氧化皮等異物；冷卻的目的是保證模具溫度在一定范圍內，避免溫度過高導致模具粘料造成鍛件硌傷。

(3)頂料裝置檢查。

定期檢查頂料裝置是否正常頂出及回位，避免因頂料桿不能正常工作導致鍛件缺陷或鍛件點位變化。

冷卻工序

鍛件的冷卻是保證鍛件質量的重要環節。其冷卻方法主要有三種：

(1)空冷。在無風的空氣中，放在干燥地面上冷卻。

(2)坑冷。在充填有石棉灰、砂子或爐灰等絕熱材料的坑中冷卻。

(3)爐冷。在500 ～800℃的加熱爐中，隨爐緩慢冷卻。根據現場實際，生產線選用空冷的方式對鍛件進行冷卻。

自動化生產線焦點——工件周轉

本單位自動化生產線采用機器人進行工件周轉，相比人工周轉該方式有效降低工人勞動強度，且動作一致性和過程重復性高。現用的機器人抓放件普遍采用空間坐標系進行定位，機器人抓放件時不能隨著鍛件位置的變動自動修正，抓取位置不當極易造成鍛件變形、關鍵部位夾取缺陷，因此對鍛件位置一致性、機器人抓取精度要求較高。目前本單位主要從設備管理和防錯兩方面進行特性管理。設備管理方面：根據機器人夾臂夾指使用情況制定適宜的維保計劃；對鍛件周轉平臺定期緊固。防錯方面：制作應用轉向節定點樣件，工裝更換后使用樣件對抓放件點位進行校準，從而避免因抓放件點位不當造成的鍛件夾傷及鍛件變形。

自動化生產線核心——模具設計和使用

模具作為鍛打產品的基礎，是保證產品質量的基礎，因此好的模具設計和維護保養能更好地保證產品質量和自動化生產線正常運轉。

(1)模具設計要充分考慮自動化生產線要求。

一是在模具設計時考慮工件放置穩定性，在鍛模設計時應考慮鐓粗/拍扁件放料位置，必要時設計工藝放料臺，以提高放件穩定性；二是模具設計過程借鑒常見產品缺陷，從模具設計上避免常見缺陷的產生。如切邊模具設計時，增加鍛件與凸模接觸面積減少切邊變形。

(2)模具一致性檢測。

對返修模具進行三維掃描，檢測模具返修的符合性和一致性，減小模具變差。

(3)模具維護保養標準化。

若模具維護保養不到位，輕則導致鍛件出現折疊、不滿等表面缺陷，重則導致鍛件粘模、變形，造成生產線中斷。現場根據各類型產品模具的實際壽命及使用情況制定相應的模具維護保養基準，確保模具維護保養的及時、有效。

結論

(1)針對自動化生產線對設備工藝參數、模具使用要求較高的特殊性，需要完善對設備與模具的點檢、維護與保養機制。設備和工裝的點檢、維護與保養既要有專業保全人員的支持，也要有一線人員的參與，通過專業保全與自主保全的相互配合、相互補充，確保各項設備參數和工裝使用條件符合過程特性要求。

(2)針對自動化生產線生產節拍快的特點，現場工作人員更應注重預防性參數確認、維護和點檢，減少事后檢驗，從而避免較高的成本損失。