【文章內(nèi)容簡介】 自2001年起，中國鑄件產(chǎn)量已連續(xù)幾年居世界第一，并以年均約10%的速度持續(xù)增長，2008年的產(chǎn)量達(dá)到2800萬噸左右，其中有色合金鑄件接近600萬噸。但是，過去大部分鑄造為人工鑄造，機械鑄造的比重較小，致使鑄件的綜合質(zhì)量與國外先進(jìn)水平有較大差距。中國鑄件落后主要是鑄造工藝落后，鑄造工藝落后主要是由于鑄造裝備落后。隨著對鑄件產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，已有越來越多的企業(yè)用鑄造機械代替人工鑄造，以便從根本上保證鑄件質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，所以中國鑄造機械行業(yè)在“十一五”期間發(fā)展很快。從國家統(tǒng)計局統(tǒng)計的250家鑄造機械企業(yè)的數(shù)據(jù)看，中國鑄造機械企業(yè)80%以上是年產(chǎn)值不足1億元人民幣的中小企業(yè)；，%；，%；%。這幾年，中國鑄造機械水平有了較大提高，比如樹脂砂鑄造成套設(shè)備、低壓鑄造成套設(shè)備已基本上可以滿足國內(nèi)市場需求，改變了過去主要依賴進(jìn)口的局面，而且已能生產(chǎn)出較高水平的鑄造自動生產(chǎn)線。不過，總的來說，中國鑄造機械企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力和市場競爭能力還不高，鑄造自動化裝備等鑄造機械近年來的進(jìn)口額快速增長，估計2009年鑄造自動化裝備的進(jìn)口額可能超過10億美元，比上年增長20%以上，而且海外一些企業(yè)比如日本東芝機械公司、香港力勁科技集團等還在國內(nèi)設(shè)立壓鑄機廠，就地生產(chǎn)和銷售，從而加劇了國內(nèi)鑄造機械市場的競爭。與此同時，中國汽車、機械、電工、輕工等行業(yè)，對高中檔鑄造機械和高水平鑄造生產(chǎn)線有較大需求，中國鑄造機械市場容量將快速增加，也給中國鑄造機械行業(yè)提供了較大發(fā)展空間。在汽車零部件鑄造應(yīng)用方面，據(jù)專家預(yù)測在今后兩年里我國對裝備需新增約60000臺，需要更新和替換的裝備約16500臺，制造其它產(chǎn)品所需的低壓鑄造裝備約50000多臺；國際市場上隨著中國WTO的加入，裝備業(yè)在國際競爭力的逐步提高，滲入國際供應(yīng)鏈快速推進(jìn)，在發(fā)展中國家的裝備采購份額逐步增加，據(jù)行業(yè)協(xié)會預(yù)測，2008年中國裝備業(yè)出口額有望比上一年度增加23%。鑄造機械行業(yè)分會預(yù)測，在“十一五”期末各行業(yè)各主要經(jīng)濟指標(biāo)的年均增速在15%以上。2008年的實際運行結(jié)果是：鑄造機械行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值和產(chǎn)品銷售收入的同比增幅都超過50%。 項目產(chǎn)品市場優(yōu)勢鑄造自動化裝備以其智能化、系統(tǒng)化、集成化等綜合優(yōu)勢正逐步替代低壓鑄造機和擠壓機等。目前，汽車用輕合金鑄件占輕合金鑄件總量的1/3以上，我國汽車用鋁合金鑄件的年需求量為40萬噸左右，僅占全球汽車用鋁的1/20左右。與此同時，隨著汽車、摩托車工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對車輛各項性能指標(biāo)要求越來越高，對鑄造裝備也提出了越來越高的要求，公司研究開發(fā)的鑄造裝備單元自動化是專門以鋁合金車輪為代表的鑄造自動化裝備，為增強產(chǎn)品性能、美觀、節(jié)能提供重要保證，有著巨大的市場潛力。目前國內(nèi)鑄造裝備自動化單元絕大多數(shù)為國外企業(yè)所掌握，但是產(chǎn)品價格比較高，同時國外沒有一對六的自動化裝備；而本項目卻是一對六的自動化裝備，生產(chǎn)效率比國外高，項目產(chǎn)品的價格只是國外的2/3,具有較好性價比；同時，國內(nèi)鑄造行業(yè)的現(xiàn)狀也決定了項目產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。6．原材料供應(yīng)及外部配套條件原材料的供應(yīng)和采購按照ISO9000程序，選擇分承包方。分承包方所供材料必須經(jīng)質(zhì)檢部門作必要測試，作出評價，再經(jīng)質(zhì)檢科與生產(chǎn)科進(jìn)行檢測與試用，經(jīng)綜合評價后確認(rèn)。對特殊材料和部件的采購，必須先取樣品，然后進(jìn)行調(diào)研作出評價，選擇確認(rèn)。 主要原材料用量序號名稱單位年需要量來源備注1鋼材t1505上海2鋁材t86上海3液壓件套200上海4電氣件套200杭州5機械件套200新昌、天臺6熔煉爐套200南京 能源消耗量及來源序號能源名稱單位年需要量來源備注1電萬KW4340新昌市政2水萬噸5新昌市政3壓縮空氣m31508公司自產(chǎn)4市政煤氣m32010公司自產(chǎn)7 設(shè)計方案 主要技術(shù)決定，在地塊中間新建年產(chǎn)200套鑄造裝備自動化單元的生產(chǎn)車間，形成一座聯(lián)合廠房；包括從制坯、熱處理、機加工、總裝的工藝過程，機加工下線懸鏈進(jìn)入總裝車間進(jìn)行安裝后，經(jīng)調(diào)試合格后按單元拆分包裝，包裝后運出與現(xiàn)生產(chǎn)物流銜接。，降低其生產(chǎn)成本，決定采用目前世界上較先進(jìn)的軸向閉模軋鍛加旋壓形成新工藝來承擔(dān)鑄造裝備自動化單元的制坯成形任務(wù)，并配置同樣先進(jìn)可靠、成熟的熱處理生產(chǎn)線和機加工單元生產(chǎn)線以及總裝生產(chǎn)線，所有設(shè)備微機控制，可實現(xiàn)故障的自動診斷及顯示，再配以工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)，可進(jìn)行主要工序生產(chǎn)狀況的集中動態(tài)管理，盡可能使各生產(chǎn)線實現(xiàn)最佳狀態(tài)運行。 、變配電間、污水處理站等輔助部門，形成一個相對獨立的生產(chǎn)辦公體系。，可以滿足公司的擴產(chǎn)，以充分保證新建車間的相對完整性。 工作制度和年時基數(shù)序號部門名稱工作班制（班）設(shè)備年時基數(shù)（時）工人年時基數(shù)（時）備注一制坯車間三58051790全年工作300天二熱處理三58051790全年工作300天三機加車間二60751230全年工作300天四總裝車間二66001210全年工作300天 項目組成、面積和人員序號部門名稱車間面積（㎡）工作人員（人）工人技術(shù)人員管理人員服務(wù)人員合計基本工人輔助工人Ⅰ生產(chǎn)部門一制坯車間72208018432107二熱處理車間2660301022246三機加工車間6080541233274四總裝車間4940621923288　小計209002265911118315?、騻}庫部門1材料倉庫一1520332材料倉庫二1520223成品倉庫228022　小計532077　Ⅲ公用系統(tǒng)1動力房320332變配電間320333污水處理站216022　小計2800538?、跎畈块T1車間辦公室10102研發(fā)辦公樓84003025560　小計84003035570　合計3742023364444613400 工藝根據(jù)鑄造裝備自動化單元生產(chǎn)過程中的主要工藝要求和工藝流程以及車間平面布置情況，本次設(shè)計車間劃分為制坯車間、熱處理車間、機加工車間和總裝車間四部分。 生產(chǎn)任務(wù)及綱領(lǐng)生產(chǎn)任務(wù)：主要承擔(dān)鑄造裝備自動化單元部分機械部件的重力鑄造、低壓鑄造、精密鍛造和旋壓成型。生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)鑄造裝備自動化單元機械部件毛坯200套。 主要工藝方案和設(shè)備選型制坯車間制坯工藝主要包括重力鑄造、低壓鑄造、精密模鍛、自由鍛等工藝，下面分別介紹以上工藝。（1）重力鑄造形狀復(fù)雜的產(chǎn)品毛坯采用重力鑄造工藝，設(shè)備采用下屬公司生產(chǎn)的重力鑄造機。（2）低壓鑄造批量較大的產(chǎn)品毛坯采用低壓鑄造工藝，設(shè)備采用下屬公司的生產(chǎn)的低壓鑄造機。（3）精密模鍛精密鍛造部件的制坯成形采用目前國際上較先進(jìn)的軸向閉模軋鍛加旋壓新工藝，設(shè)備選用引進(jìn)的軸向閉模軋鍛生產(chǎn)線，包括棒料定量下料、加熱、軸向閉模軋鍛預(yù)成形、旋壓成形等工序，全線工藝參數(shù)及數(shù)據(jù)管理實行計算機自動控制并顯示，以保證生產(chǎn)步驟的重復(fù)性和制坯質(zhì)量的一致性。（4）自由鍛部分機械部件采用自由鍛造工藝，設(shè)備引進(jìn)三一重工的液壓機。 主要工藝流程及說明（1）重力鑄造工藝流程：原材料準(zhǔn)備→熔煉→鑄造工藝說明：采用連續(xù)式熔煉爐，即熔化、精煉、保溫、靜置于一體，設(shè)備占地面積小，環(huán)境污染少，鋁耗與能耗低。（2）低壓鑄造工藝流程：原材料準(zhǔn)備→熔煉→鑄造工藝說明：采用連續(xù)式熔煉爐，即熔化、精煉、保溫、靜置于一體，設(shè)備占地面積小，環(huán)境污染少，鋁耗與能耗低；采用公司自主知識產(chǎn)權(quán)的低壓鑄造機，減少投資。（3）精密模鍛工藝流程：合格棒材→定量鋸料→鍛前加熱→閉軋輪坯→預(yù)鍛→中間加熱→終鍛→去除飛邊、擴孔→工件清洗→切背腔→旋壓工藝說明：將合格棒料按照重量精度鋸成塊料；在坯料加熱爐內(nèi)加熱棒料達(dá)到設(shè)定的鍛造溫度；機器人1取出加熱過的棒料，放到軋鍛機的下模上，一次成型，軋制成毛坯；機器人2將毛坯從軋鍛機的下模上取出，將其放到8000噸液壓機1的下模上鍛造；機器人2將鍛造毛坯從8000噸液壓機1的下模上取出，將其放到中間加熱爐的進(jìn)料處；在中間加熱爐內(nèi)加熱鍛造毛坯到設(shè)定的鍛造溫度；機器人3將鍛造毛坯從中間加熱爐的出料口取出，放到8000噸液壓機2的下模上鍛造；機器人3將鍛造好的坯料放到工件轉(zhuǎn)換臺1上；機器人4將鍛造毛坯從工件轉(zhuǎn)換臺1上取出，將其放到2000噸液壓機上去除飛邊；機器人4將鍛造毛坯從2000噸液壓機上取出，放到工件清洗機的進(jìn)料處；清洗機清洗工件，清洗后的工件輸送到工件轉(zhuǎn)換臺2；人工從工件轉(zhuǎn)換臺2上取出工件，放到旋壓機上旋壓；機器人5從旋壓機上取出工件，合格工件送往熱處理間。（4）自由鍛工藝流程：合格坯材→鍛前加熱→自由鍛造→中間加熱→模鍛工藝說明：將合格坯材按照重量精度鋸成塊料；在坯料加熱爐內(nèi)加熱坯材達(dá)到設(shè)定的鍛造溫度；起重機取出加熱過的坯材，將其放到8000噸液壓機上鍛造；起重機毛坯從8000噸液壓機1的上取出，將其放到中間加熱爐加熱到設(shè)定的鍛造溫度；起重機將鍛造毛坯從中間加熱爐的出料口取出，放到8000噸液壓機2的上鍛造；合格工件送往熱處理車間。本項目精密鍛造采用軸向閉模軋鍛工藝，它采用施加正壓力及斜向旋輥軋壓力同時作用的方式制出最初毛坯形狀，再鍛造出筋及凸凹形然后旋壓成形；軸向閉模軋鍛工藝由于減化了工序，省掉了一臺大噸位的鍛造壓力機及中間加熱爐，降低了模具費用，設(shè)備投資及生產(chǎn)場地占用面積大大減少，改善了毛坯的鍛造精度(幾何形狀精度和尺寸精度)，提高表面精度，免去鍛件的飛邊毛刺，省去了大面積的金屬切削加工，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益和勞動生產(chǎn)率；是目前國際上較具競爭實力的精密鍛造生產(chǎn)新技術(shù)。 主要進(jìn)口設(shè)備技術(shù)論證（1）碾壓鍛造機本次規(guī)劃需引進(jìn)1臺350噸碾壓鍛造機。由于本次生產(chǎn)鋁輪轂采用熱模鍛工藝，其制坯工序需要采用碾壓鍛造機，采用碾壓鍛造機制坯具有效率高，耗能低，節(jié)省原材料，內(nèi)在質(zhì)量好，噪音低，振動小等優(yōu)點。通過對國內(nèi)碾壓鍛造機生產(chǎn)廠家的考察，目前國內(nèi)碾壓鍛造機生產(chǎn)廠家無法獨立制造此類碾壓鍛造機的能力。國外的碾壓鍛造機生產(chǎn)廠家在很多關(guān)鍵技術(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在國內(nèi)鍛造機生產(chǎn)廠家的前面，其制造的設(shè)備精度、可靠性等方面要高出國內(nèi)鍛造機生產(chǎn)廠家很多，采用國外制造的碾壓鍛造機，可以在滿足工藝參數(shù)的同時充分保證設(shè)備精度等要求，而且可以大大減少維修頻次、費用及能源的節(jié)約，最大程度地提高設(shè)備開動率，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行及產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在該規(guī)劃中，必須進(jìn)口碾壓鍛造機。（2）旋壓機本次規(guī)劃需引進(jìn)1臺旋壓機。用于盤類零件毛坯的最終成型工作。由于大型盤類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的需要及生產(chǎn)綱領(lǐng)要求，制坯車間需要旋壓機來進(jìn)行生產(chǎn)，這就要求旋壓機的設(shè)備性能精度和效率高，通過對國內(nèi)旋壓機生產(chǎn)廠家的考察，國內(nèi)旋壓機生產(chǎn)廠家無獨立制造大型盤類制品旋壓機的能力。國外的旋壓機生產(chǎn)廠家在很多關(guān)鍵技術(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在國內(nèi)旋壓機生產(chǎn)廠家的前面，其制造的設(shè)備精度、可靠性等方面要高出國內(nèi)旋壓機生產(chǎn)廠家很多，采用國外制造的旋壓機，不僅可以在滿足工藝參數(shù)的同時充分保證設(shè)備精度的要求，而且可以大大減少維修頻次及費用，最大程度地提高設(shè)備開動率，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行及產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以將成熟的盤類產(chǎn)品旋壓工藝、裝備等技術(shù)的引進(jìn)。因此，在該規(guī)劃中，必須進(jìn)口旋壓機。 生產(chǎn)任務(wù)及綱領(lǐng)生產(chǎn)任務(wù)：主要承擔(dān)制坯車間生產(chǎn)的毛坯件的熱處理工作。生產(chǎn)綱領(lǐng)：年處理鑄造裝備自動化單元機械部件毛坯200套。 主要工藝方案和設(shè)備選型工藝方案：熱處理工藝主要采用包括重力鑄造、低壓鑄造、精密模鍛、自由鍛等工藝，下面分別介紹以上工藝。設(shè)備選型：連續(xù)式熔煉爐，即熔化、精煉、保溫、靜置于一體，設(shè)備占地面積小，環(huán)境污染少，鋁耗與能耗低。本次設(shè)計熱處理擬采用先進(jìn)的熱處理生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線機械化、自動化程度較高，工作穩(wěn)定性較好；合理的加熱元件布置和熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，以及溫度控制系統(tǒng)，可保證爐溫的均勻性。又能有效地提高淬火轉(zhuǎn)移速度，并又具有較寬的產(chǎn)品適應(yīng)性。 生產(chǎn)任務(wù):本車間主要承擔(dān)零部件的機加工生產(chǎn)任務(wù)，包括車各外表面、孔系加工、去毛刺、氣密性檢驗及清洗等。生產(chǎn)綱領(lǐng)：年加工鑄造裝備自動化單元機械部件毛坯200套。采用先進(jìn)和成熟的工藝。主要設(shè)備采用進(jìn)口，以滿足產(chǎn)品高技術(shù)精度要求；采用加工中心和數(shù)控車床組成加工單元完成車輪的機械加工。夾具結(jié)構(gòu)也考慮可調(diào)，使生產(chǎn)線在更換品種時，調(diào)整方便可靠，具有較好的柔性；采用切削液集中處理；采用機械化運輸方式，避免磕碰傷的產(chǎn)生。根據(jù)毛坯品種繁多，產(chǎn)品精度要求較高的特點。在工藝上采用如下措施：① 本車間機加設(shè)備，采用大流量集中冷卻和沖屑循環(huán)裝置，減少了加工過程中零件發(fā)熱變形，提高了刀具使用壽命。同時改善了車間的生產(chǎn)環(huán)境。② 引進(jìn)四軸立式數(shù)控車床。該設(shè)備具有高的切削速度，高的精度和加工穩(wěn)定性。精加工時采用人造金鋼石刀具。設(shè)備有兩個工位，一個工位裝卸工件，可以減少輔助時間，提高設(shè)備使用率。③ 本次設(shè)計引進(jìn)的加工中心，采用高強度、高轉(zhuǎn)速主軸，既滿足了生產(chǎn)節(jié)拍及