我国压铸机械的现状与发展方向

专题论述特种铸造及有色合金　2000年增刊第1期

我国压铸机械的现状与发展方向

济南铸造锻压机械研究所　彭余恭Ξ

摘　要　阐述了我国压铸机械生产的现状、水平和差距,提出了发展方向以及相应的对策。

关键词:压铸机械　现状　发展方向

Present Status and Development Trend of Die C asting Machinery in China

Peng Yugong

(Jinan C asting and Forging Mechanical R esearch I nstitute)

ABSTRACT　Status,level and gap of die casing machinery between foreign country and china are described.Develop2 ment trend and tactics are given.

K ey Worda:Die C asting Machinery,Status,Development T rend

中图分类号:TG23311　文献标识码:C　文章编号:1001-2449(2000)S0-0003-03

压铸作为一种特殊的成形技术在世界各工业化国家获得了广泛的应用和迅速的发展,特别是对规模生产的汽车、摩托车、内燃机、电子、仪表及航空等行业,已成为不可或缺的重要部份。因此,压铸具有十分良好的发展前景。

我国的压铸生产,虽然在改革开放后的短时间内取得了长足的进步,但不论产量和技术都还远落后于世界先进水平,也满足不了日益发展的各行业生产的更高的需求。因此如何加快发展我国的压铸生产和提高技术水平已是中国压铸工作者的迫切任务,特别是压铸机械行业,形势更为严峻。

1　我国压铸机械生产的现状

压铸生产的特点决定了压铸机械与工艺的互存关系,没有先进的压铸机械就无法实现新的压铸工艺,而没有新的压铸工艺的研究与应用,新的压铸机械也不可能出现。要不断地提高压铸件的产量和品质,就必须不断地根据压铸工艺的进步,提供可靠性好、技术性能先进的压铸机械。

早在50年代,我国就自行设计制造出第一台全液压传动的卧式冷室压铸机,即50型压铸机,由于当时的条件只制造了合型力为500kN和1000kN的两个机种,没有进行系列化设计和形成批量。随着国民经济的发展,对压铸件的需求日益增加,成批进口捷克和前苏联的压铸机,60年代初开始在测绘进口样机的基础上先后仿制出立式冷室压铸机和卧式冷室压铸机,即900型和J1113型。进入70年代,在上述两种压铸机批量生产的同时,开始进行自行设计和制造。为了发展系列化产品,编制了第一个压铸机型谱草案,对压铸机的主要参数提出了具体要求。在此期间先后试制出J1125,J1140和J1163型全液压卧式冷室压铸机,还设计制造了一台40000kN的全液压卧式冷室压铸机,同时还生产出第一台热室压铸机和第一台自动浇注机。所有技术工作主要由济南铸锻机械研究所、上海工艺研究所和上海压铸机厂共同完成,上海压铸机厂成为我国第一家压铸机专业生产厂。到了80年代和90年代初,完成了16000kN以下的卧式冷室压铸机系列产品的开发,立式冷室压铸机也形成了合型力2500kN以下系列产品。1986年试制出第一台J1163A自动压铸机组,1990年开发出第一个压铸柔性加工单元。到90年代中期压铸自动辅机和压铸参数自动检测显示系统都已形成定型产品。在此期间,国产压铸机的设计水平已有了巨大提高,80年代设计的压铸机的压射性能已接近国外先进水平。在合型机构方面全部采用液压驱动的曲肘机械扩力结构取代了全液压。在热室压铸机方面形成了合型力1500kN以下的系列化产品,同时全立式压铸机也有了合型力3150kN以下的系列化产品。1980年颁布了第一个压铸机参数国家标准, 1990年颁布了第一个压铸机精度、技术条件标准,并重新修订颁布了压铸机参数标准,使压铸机设计、验收有了公认的依据。在这一时期,压铸机的生产厂家也迅速由原来的1家增至15家。压铸机的生产能力超过1000台/年。

到目前为止,我国已有压铸机生产厂超过16家,其中专业生产厂8家。压铸机年生产能力超过1200台。可生产28000kN以下的所有卧式冷室压铸机和4000kN以下的普通热室压铸机,全立式压铸机也可提供3150kN以下的系列产品。由于市场经济的作用,

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Ξ彭余恭,男,1939年出生,高级工程师,济南市经十路464号(250002)　收稿日期:1999-10-25

国产压铸机的品种和规格也不完全统一,一般分三大类36种产品,其中卧式冷室18种,热室12种,全立式6种。另有正在淘汰的立式冷室4种。在自动化辅机产品方面有自动浇注、自动取件和自动喷涂料三类多种产品,由于尚未正式形成系列化产品且只有济南铸锻机械研究所生产故难列出具体数字。压铸参数自动检测显示系统与自动辅机情况相同。总的讲,国产压铸机已形成较完整的系列产品,产量大于国内需求,除镁合金热室压铸机正在开发、挤压铸造机尚未开发外,可为用户提供不同需要的成套设备。

2　国产压铸机的水平与差距

国产压铸机在产量和品种规格上虽已满足各行业的基本需求,但在技术性能和自动化方面却比较落后,与世界先进压铸机有很大差距,而且这种差距近来在逐渐加大,这正是压铸机进口不断增加的根本原因。

与国外压铸机比较,国产压铸机存在以下5方面的差距。

211　总体结构设计落后

目前国产压铸机结构设计基本上是原70年代末80年代初的定型设计,近20年来除电控用P LC取代继电器系统外,基本上改进不大,因此整体性能上也没有明显的提高。

(1)合型部份虽然采用了曲肘机械扩力结构,但由于没有进行进一步的研究与改进,扩力系数只有16～20,而国外高达22～26,这在同样的合型力时,合型油缸比国外压铸机大25%以上,增加了能量的消耗,也增加了原材料和加工成本。另外,合型部份的一些关键零部件至今未完全过关,直接影响到机器的正常工作。

(2)压射部份的结构原理在70年代末还是比较先进的,但至今仍无改进,所有压射参数的调节均为人工手动,加之无参数显示系统配套,使操作者难以确切地控制,给压铸工艺规范的实施造成困难,无法保证压铸件的质量的一致性,也难以实现自动化。而国外压射系统始终在不断地改进,平均5～8年就有一次重大改进。

(3)液压系统除力劲公司的产品采用少量电液比例控制技术外,几乎都是常规的开关阀控制,新型的液压元件极少采用,对液压系统原理基本上没有明显的改进,加上选用质量不过关的元件,使液压系统既不科学又不可靠,至今尚无人利用计算机优化、有限元分析等新技术对系统进行认真的研究与改进。其结果是无法实现压铸机的自动控制。而国外有名的压铸机公司在这方面早已普遍应用。

(4)电控方面虽然普遍采用P LC控制系统,比早期有了显著的提高,但受总体设计和液压系统水平的制约,也只能完成一般的开关顺序控制,计算机数控仍未用于产品。

(5)新的设计技术尚未采用。现在国产压铸机的设计仍采用早期的传统设计计算方法,绝大多数厂家甚至连设计计算都不胜任,只能采用放大样式的类比近似设计。尽管有的单位已采用C AD,但只是计算机绘图和简单的公式运算,根本没有真正利用计算机C AD的主要技术,因此机器的结构与性能就没法得到真正的提高与改进,这是国产压铸机总体设计落后的根本原因。

212　可靠性差

这是国产压铸机最突出的缺陷,据了解,国产压铸机的平均无故障运行时间不到3000h,甚至达不到国外50和60年代的水平。而国外一般超过20000h。

影响可靠性的主要因素是:

(1)液压元器件质量不过关。由于大多数国产压铸机采用国产液压件,而国产液压件质量问题较多,直接影响了压铸机的可靠性的提高。据概略统计,由液压件引起的停机故障占70%以上。

(2)加工制造质量控制不严。由于管理水平低和人员素质不高,因此零件的加工装配达不到设计要求,造成故障隐患。

(3)设计技术水平落后,结构改进缓慢。由于市场经济的快速转变,原有技术水平不高,研究开发的客观条件无法满足不断发展的要求,加上人们对技术进步重要性的认识不足,缺乏对人员培训和试验研究的投入,造成只是沿用现成的技术,在近20年来改进不大。

(4)企业缺乏正确的发展策略。现在绝大多数厂家对营销已开始重现,但对产品品质与今后发展的关系仍认识不足。还没有真正意识到产品品质与企业的生存与发展的密切关系,重视销售但对为用户服务只限于派人现场救急,而忽视了用户的信息、用户生产发展的趋势要求和全面了解行业发展状况的变化。没有树立起市场经济中的性能—价格比的概念,品质提高虽增加成本,但使用成本的下降会给用户带来更大的经济效益。一味地降价竞争对自己是自杀,对用户只会造成更大的损失,因为它必然降低品质。

213　漏油严重

几乎所有国产压铸机都存在漏油的现象,不但使用户增加了生产费用而且影响到机器的可靠性。主要原因是密封件质量差和加工质量问题。

214　品种规格不全,配套能力差

虽然在卧式冷室压铸机方面已基本成系列,但仍有个别断档,如从16000kN到28000kN间就无产品。热室压铸机也缺少4000kN以上的产品。而在镁合金热室压铸机和挤压铸造机方面都还是空白,专用机也

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没正式产品可供。

在压铸设备辅机成套上就更加不足,除济南铸锻机械研究所目前可提供少量的自动浇注、取件和喷涂料等辅机外,至今国内尚无定型辅机产品可供。比起国外许多压铸机公司可提供整套压铸辅机组成压铸车间和单元来,相差甚远。这就无法满足压铸自动化发展的需要。

215　高新技术的应用落后

数控压铸机、压铸柔性加工单元(FMC)和加工系统(FMS)在国外已开始普及推广。各主要压铸机公司都已有了系列产品可供,而我国只是试制出一个4000kN 的压铸柔性加工单元,至今尚无更多的产品。压铸参数自动检测显示系统也只有济南铸锻所可少量提供。压铸机采用计算机控制和电液比例及电液伺服控制等新技术也基本未开始,在设计技术上也只是开始运用计算机绘图,而优化设计,可靠性设计和有限元分析等新技术至今未在压铸机行业实际应用。所有这些加上系列化标准化程度低,至今还做不到模块化设计,所有这些都阻碍了压铸机整体水平的迅速提高。

3　国产压铸机的出路与方向

我国的压铸生产具有广阔的市场前景,但如果国产压铸机不迅速改变目前的状况,机床行业的教训必将又在压铸机行业重复。因此应引起重视,全行业共同作好以下工作。

(1)近期急需解决可靠性问题。首先选用高质量的液压件,再则加强质量管理,杜绝不合格产品使用和出厂,认真与用户合作,广泛收集信息加以综合,尽快对存在的问题予以研究和改进。在外协外购上择优选取。

(2)树立用户第一的观点,通过与用户真诚全面的合作,真正了解用户的需要和压铸工艺的现状与趋势,有目的地对产品进行改进,以满足生产的需要,改变单纯的买卖观点。

(3)加强品质管理。认真贯彻IS O9000的精神和要求,树立品质是企业的生命的观念,只有创出名牌产品,才能获得发展和效益。

(4)加大技术投入,重视新产品的研制开发。不论老产品的改进还是新产品的开发,都需要进行大量的调研和试验研究,这就需要投入必要的人力和经费。压铸机厂除了争取上级部门的支持外,更重要的是要有技术发展计划,结合市场的情况与自身能力,加大对技术的投入,作到生产一代,研制一代,储备开发一代,避免市场好只抓生产不考虑今后的现象。

(5)努力采用先进技术。在尽快解决可靠性问题的同时,要重视新技术的应用。虽然我国近期内对压铸机的要求以可靠性为主,但应当看到压铸自动化在汽车摩托车等行业已有明显的需求,且要提高压铸件品质就必须解决由经验操作向科学控制的转变,所以在今后5～10年对自动化压铸机必定会有更大的需求,而要作到这点,从新的设计技术到新控制技术和新元件的应用都是必不可少的条件。

(6)加紧压铸自动辅机的研制开发。近期主要应抓紧自动浇注机和自动取件机械手的研制,同时开展自动喷涂料和切边压力机的开发,尽快形成配套能力。

(7)加强行业合作,搞好发展规划。要提高压铸机的水平单靠压铸机厂是难以做到的。因此必须开展合作,包括用户厂,利用各自的优势,合理分工,根据国内外的发展情况制定科学的规划并落实相应的措施,只有这样才能加快我国压铸机行业的发展。

总之,我国压铸机行业目前正处于一个关键时期,只要全行业共同努力,团结合作,就一定会迅速赶上世界先进水平。

(编辑:袁振国)

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