主动锥齿轮项目

主动锥齿轮锻造配线可行性报告部门：技术开发部时间：2010-09-10目录1从动锥齿轮市场前景分析-------------------------------32从动锥齿轮毛坯件锻造配线方案分析---------------------52.1生产一个锻件所需时间-----------------------------52.2工艺选择-----------------------------------------52.2.1楔横轧成型------------------------------------52.2.2热模锻压力机成型------------------------------62.2.3设锤锻成型------------------------------------62.3主锥齿锻件基本状况---------------------------------62.4锤锻工艺确定---------------------------------------82.4.1分模面确定-------------------------------------82.4.2工艺确定---------------------------------------92.5设备规划分析---------------------------------------92.5.1A线规划分析------------------------------------92.5.1.1下料设备-----------------------------------92.5.1.2加热设备-----------------------------------92.5.1.3锤锻制坯-----------------------------------102.5.1.4锤锻成型-----------------------------------102.5.1.5切边压力机选择-----------------------------102.5.1.6热处理炉的选择-----------------------------112.5.1.7喷丸设备-----------------------------------112.5.1.8粗车---------------------------------------112.5.1.9A线设备规划流程图及人员配比----------------112.5.2B线规划分析------------------------------------122.5.2.1下料设备-----------------------------------122.5.2.2加热设备-----------------------------------122.5.2.3锤锻制坯-----------------------------------132.5.2.4锤锻成型-----------------------------------132.5.2.5切边压力机选择-----------------------------132.5.2.6热处理炉的选择-----------------------------142.5.2.7喷丸设备-----------------------------------142.5.2.8粗车---------------------------------------142.5.2.9A线设备规划流程图及人员配比----------------141.主动锥齿轮市场前景分析集团公司对主动锥齿轮的需求量如表1.1所示。5年内的需求数量与从动锥齿轮相同，依次为2011年39.28万件，2012年52.35万件，2013年78.82万件，2014年93.94万件，2015年108.5万件，呈逐年递增趋势。我们同样以每年按大小主锥齿各生产30万件进行设备规划。每个零件的详细需求数量详见表1.2。单位：万件表1.11.主动锥齿轮市场前景分析零件号20112012201320142015总计24/2502036-8881.501.501.501.501.507.524/2502036-A0E2.343.624.535.996.2422.7224/2502036A3775.046.508.649.910.2340.3124/2502036B7760.030.160.300.460.511.462402036-5K1DA11.763.985.967.597.926.712402036-6K60.531.522.062.606.712402036-A0R/2502036-A0T0.350.530.780.810.83.272402036-A31B10.480.750.710.650.63.192402036A6A1.320.900.600.310.233.362402036-A8R0.130.320.480.570.562.062402036J1H/2502036Q5H5.415.265.755.515.3327.262402036-Q4580.420.670.751.020.923.786480B-240201218.2124.1736.8145.1357.25181.57S2402036-MH1.061.083.383.383.3812.28SG2033-24020120.501.706.538.639.7927.15SQ2402036-A01F0.730.680.560.530.683.18总计39.2852.3578.8293.94108.52表1.22.1生产一个锻件所需时间一年工作日：365-(法定假日：元旦1天+春节3天+清明节1天+劳动节1天+端午节1天+中秋节1天+国庆节3天=11天)-(每周休息1天，一年52周=52天）-(每年维修设备15天)=287天一天工作时间：每天3班×每班6.5小时=19.5小时--每天生产锻件:300,000/287=1046件--每小时生产锻件：1046/19.5=54件约合1分6秒生产一个锻件2.2工艺选择考虑公司内现有设备和相关生产工艺来看，生产主动锥齿轮主要有一下种3种工艺：2.2.1楔横轧成型楔横轧锻造主动锥齿轮轴效率较高，约15秒一件（一轧两件），且不需要制坯，节省工步及人力。但考虑到我们公司对楔横轧工艺开发较晚，还不成熟，会导致制程不稳定，不能提供稳定的生产效率及合格的锻件，且材料利用率不高，所以暂不考虑楔横轧工艺（现公司正在开发楔横轧工艺，不排除工艺稳定后使用楔横轧生产主动锥齿轮）。2.主动锥齿轮设备配线规划2.2.2热模锻压力机成型热模锻压力机成型需要用锤锻制坯拔杆，然后压力机镦头。考虑到公司内热模锻压力机设备生产排配较紧，无空余机台，且新增设备费用较高，从节约成本考虑，不使用热模锻压力机成型。2.2.3锤锻成型公司内锻锤资源较有富余，且已有部分空气锤改造成电液锤，实现了长杆类锻件锤锻顶出功能。从空闲设备利用，节约成本考虑，采用空气锤制坯，电液锤成型的锻造工艺进行设备配线规划。2.3主锥齿锻件基本状况锻件的基本状况如表2.1所示零件号锻件规格重量锤吨位坯料重量坯料规格24/2502036-88824/2502036-A0E24/2502036A377Φ143×30913.731.9415.26Φ90×30524/2502036B776Φ179×31719.22.6921.33Φ95×3842402036-5K1DA1Φ109×2446.31.357Φ70×232表2.12.主动锥齿轮设备配线规划零件号锻件规格重量锤吨位坯料重量坯料规格2402036-6K62402036-A0R/2502036-A0TΦ182×291/Φ182×30817.8/19.32.7619.78/21.4Φ105×295/Φ105×3102402036-A31B1Φ127×28711.21.6512.4Φ85×2792402036A6AΦ183×32222.12.7824.56Φ110×3292402036-A8RΦ140×2338.51.889.44Φ80×2392402036J1H/2502036Q5HΦ190×33619.52.9421.67Φ105×3192402036-Q458Φ243×32725.74.328.56Φ115×3506480B-2402012Φ88×2213.061.033.4Φ50×221S2402036-MHSG2033-2402012SQ2402036-A01F表2.1续表2.1备注：锻件规格：将零件单边增加3mm余量（粗车预留2mm，精车预留1mm），脱模方向加肉拔模1°/2°/3°所得。锤吨位:根据公式G=(4~6)×F/1000计算所得（F为锻件水平投影面积，包括飞边和连皮）坯料重量:按材料利用率90%计算所得2.主动锥齿轮设备配线规划2.4锤锻工艺制定2.4.1分模面确定主动锥齿轮形状基本上都如下图所示，分模方式有轴向分模和径向分模两种。轴向分模线如图a红色线所示，成型时因设备及模具的问题，锻件会出现错差，错差较大时会导致锻件机加工余量欠缺，存在加工不到的地方；同时错差造成锻件径向肉厚不均，车削时易打刀，增加成本浪费；另外，对产品外形而言，轴向分模周长比径向分模周长大，飞边量大，材料利用率低。径向分模线如图b红线所示，很明显这种成型不存在杆部的错差问题，飞边周径较小，节省材料。综上，采用径向分模（图b）成型。图a图b2.主动锥齿轮设备配线规划2.4.2工艺确定根据现有生产工艺及经验，初定主动锥齿轮总工艺为：下料-加热-锤锻制坯-锤锻成型-切边-热处理-喷丸-粗车-检验-防锈-包装-入库成型工艺为：下料-加热-锤锻制坯-锤锻成型-切边-热处理-喷丸-粗车2.5设备规划分析按锤吨位（参看表2.1）规划2条线进行生产，即A线：小主齿锻造生产线，选用2吨电液锤成型；B线：大主齿锻造生产线，选用5吨电液锤成型。2.5.1A线规划分析以需求量最大的锻件6480B-2402012为例进行设备配线。2.5.1.1下料设备6480B-2402012坯料规格为Φ50×221，且我们锻造时使用锤锻制坯，故采用剪切下料，效率较高，节约材料。2.5.1.2加热设备根据公式：电加热功率（KW)=每小时加热坯料个数×单个坯料重量（Kg）/2.2计算2.主动锥齿轮设备配线规划W=54×3.06/2.2=75KW考虑到有比6480B-2402012更重的锻件，及日后生产效率的提高，选择较大一点的加热炉比较稳妥，故选择300kw电加热炉进行加热。2.5.1.3.锤锻制坯6480B-2402012坯料规格为Φ50×221，重量为3.4kg，制坯工步仅为拔长，并不复杂，且重量小，工人操作相对比较灵活,故选用400kg空气锤就可满足我们的生产要求。2.5.1.4锤锻成型考虑到锤锻杆类锻件需要顶出功能，故选择电液锤成型，根据表1.2所列的锻件吨位，选择2吨电液锤即可满足我们的要求。2.5.1.5.切边压力机选择选择切边压力机吨位公式：切边冲孔力P=1.6бb×L×（2.5t+B）（N）其中：L——切边冲孔的周长（mm）t——连皮或飞边桥厚度（mm）B——锻件厚度的正公差（mm）бb——金属在切边冲孔温度下的强度极限（N/mm22.主动锥齿轮设备配线规划P=1.6×70×3.14×88×(2.5×4+2)=371kn6480B-2402012锻件规格为Φ88×221，为安全起见选择1600kn切边压力机2.5.1.6.热处理炉的选择每件重量3.06kg每小时需处理54件则每小时重量为3.06×54=165kg为考虑以后生产率的提高，及比6480B-2402012更重的锻件需要处理，选择1吨/H热处理炉。2.5.1.7.喷丸设备6480B-2402012每小时的处理重量要求为165kg，为安全起见选择每小时处理0.5吨的抛丸机清理.2.5.1.8.车床暂定4台数控车床2.5.1.9A线设备规划流程图及人员配比剪床300kw中频加热炉2吨电液锤1600kn切边压力机400KG空气锤4台数控车床等温正火炉喷丸机设备流程图2.主动锥齿轮设备配线规划2.5.2B线规划分析以锻件重量最大的2402036-Q458为例进行设备规划。2.5.2.1下料设备2402036-Q458坯料规格为Φ115×350，且我们锻造时使用锤锻制坯，从节省材料方面考虑采用剪切下料，效率较高，节约材料。2.5.2.2加热设备根据公式：电加热功率（KW)=每小时加热坯料个数×单个坯料重量（Kg）/2.2计算W=60×28.56/2.2=778KW选择一台800kw电加热炉即可满足要求。剪床/1人300kw中频加热炉/1人2吨电液锤/2人1600kn切边压力机/1人400KG空气锤/4人4台数控车床/4人等温正火炉/1人喷丸机/1人人员配比情况：共需15人2.主动锥齿轮设备配线规划2.5.2.3.锤锻制坯2402036-Q458坯料规格为Φ115×350，重量为28.56kg，制坯工步仅为拔长，并不复杂，但坯料重量相对较大，工人操作不方便，且根据以往生产经验，选用1吨空气锤制坯。2.5.2.4锤锻成型考虑到锤锻杆类锻件需