中国机械制造工艺.docx
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中国机械制造工艺
中国机械制造工艺
2008第11期[总第169期]
要目
时政要闻扩大内需促进增长十项措施出台
十七届三中全会决定六大要点
工艺年会中国机械制造工艺协会第三届理事会
第三次理事会议纪要
黄天佑铸造技术发展趋势与节能减排
盛伯浩高效柔性精密切削加工技术的进展
韩木林中国锻造业
樊东黎热处理技术进展
工艺年会企业经验赵和平新兴铸管有限责任公司情况汇报
柯思洁以工艺创新为源，走自主创新之路
中国机械制造工艺协会主办
时政要闻扩大内需促进增长十项措施出台
11月５日温家宝总理主持召开国务院常务会议，会议确定了当前进一步扩大内需、促进经济增长的十项措施。
一是加快建设保障性安居工程；二是加快农村基础设施建设；三是加快铁路、公路和机场等重大基础设施建设；四是加快医疗卫生、文化教育事业发展；五是加强生态环境建设；六是加快自主创新和结构调整；七是加快地震灾区灾后重建各项工作；八是提高城乡居民收入；九是在全国所有地区、所有行业全面实施增值税转型改革，鼓励企业技术改造；十是加大金融对经济增长的支持力度。
在10日召开省区市人民政府和国务院部门主要负责人会议上，他又指出，中央出台扩大内需促进经济增长的十条措施，对于克服当前的困难和保持长远的发展都具有重大意义。
总的要求是，出手要快，出拳要重，措施要准，工作要实。
他部署了落实中央政策措施的七项工作：
（一）加大投资力度和优化投资结构。
（二）扩大消费需求特别是居民消费需求。
（三）促进房地产市场平稳健康发展。
（四）努力保持出口稳定增长。
（五）提高企业素质和市场竞争力。
（六）认真做好金融财政工作。
（七）积极推进关键环节和重点领域改革。
十七届三中全会决定六大要点
一、新形势下推进农村改革发展的重大意义。
文件称中国城乡结构造成深层次矛盾突出；
二、推进农村改革发展的指导思想、目标任务、重大原则。
全会提出2020年农民人均纯收入比2008年翻一番；
三、大力推进改革创新，加强农村制度建设。
文件提出赋予农民更充分有保障土地承包权和以多种形式流转土地承包权等。
文件认为，我国总体上已进入以工促农、以城带乡的发展阶段，进入加快改造传统农业、走中国特色农业现代化道路的关键时刻，进入着力破除城乡二元结构、形成城乡经济社会发展一体化新格局的重要时期。
会议称2012年基本完成乡镇机构改革任务；
四、积极发展现代农业，提高农业综合生产能力；
五、加快发展农村公共事业，促进农村社会全面进步；
六、加强和改善党的领导，为推进农村改革发展提供坚强政治保证。
工艺年会中国机械制造工艺协会
第三届理事会第三次理事会议纪要
工艺协会以“中机艺协[2008]第017号”文印发《中国机械制造工艺协会第三届理事会第三次理事会议纪要》，向上级主管部门备案，现在会刊全文转登，对会员单位不另行文。
望各会员单位了解、关心、支持协会工作，有何意见和建议请随时与我会秘书处联系。
根据《关于召开中国机械制造工艺协会第三届理事会第三次理事会议的通知》（中机艺协[2008]第014号）的安排，中国机械制造工艺协会第三届理事会第三次理事会议暨第五次常务理事会议于2008年10月21~24日在安徽芜湖举行。
副理事长单位均有代表出席会议。
本次理事会议由张伯明理事长主持。
全体到会理事参加了同期召开的2008年全国机电企业工艺年会。
会议代表听取了中国机械工业联合会特别顾问、中国机械制造工艺协会名誉理事长、原机械工业部副部长陆燕荪同志的重要讲话和年会论坛专题报告，学习回顾了改革开放30年来装备制造业取得的巨大发展和辉煌成就、新时期工艺工作面临的历史使命和机械制造共性工艺与装备的国内外概况及前沿技术发展态势，受到了鼓舞，补充了新知识，开阔了新思路，增强了自主工艺创新，推动节能减排，促进装备制造业健康、快速与可持续发展的信心和责任感。
会议审议了秘书处2008年重点工作汇报。
会议肯定这一年来，在理事会和理事长的领导下，贯彻党的十七大精神，根据国务院国有资产监督管理委员会和中国机械工业联合会的工作部署，坚持服务宗旨，积极组织开展各种技术培训、交流与信息服务等活动，受到会员与企业的欢迎和支持，取得较好成效。
希望进一步加强与理事、会员及广大企业工艺人员的联系，更多地提供内容新颖实用、形式多样的服务活动。
会议审议并原则同意设立“中国机械制造工艺协会产品标牌制作技术分会”的议案。
责成秘书处会同筹办单位，进一步完善各项申报材料，向中国机械工业联合会汇报办理。
会议审议了关于设立中国机械制造工艺协会节能减排技术工作专门机构的议案。
认为节能减排是实现国民经济又好又快可持续发展的一项重要工作，也是我协会广大会员单位都应做好的重要工作，设立专门工作机构是必要的。
责成秘书处与中国机械工业联合会积极沟通并做好成立前的相关工作。
会议审议并一致同意增补中国机械制造工艺协会理事、常务理事、四川省机械工业工艺协会理事长（候选人）、东方汽轮机厂副总经理王政同志为中国机械制造工艺协会副理事长候选人，报上级部门审定备案。
会议审议并通过由中国纺织机械集团公司副总经理胡克同志接替刘红同志出任中国机械制造工艺协会副理事长。
报上级部门办理变更备案手续。
会议审议同意增补谷九如同志为中国机械制造工艺协会顾问。
会议审议并同意增补王金菊同志为中国机械制造工艺协会常务理事，同意聘任为中国机械制造工艺协会副秘书长，报中国机械工业联合会审定备案。
会议审议并同意增补中国机械制造工艺协会电子分会常务副秘书长、中国电子科技集团公司第54研究所研究员张为民同志为理事。
增补北京数码大方科技有限公司为理事单位，桓永兴同志为理事。
会议审议并同意有关单位提出的由于工作变动等原因调整理事、常务理事的意见，现做以下调整：
常务理事调整：
1、哈尔滨锅炉厂有限公司副总工程师王守革同志，调整为该公司副总工程师龙友松同志；
2、中国一拖集团有限公司总经理助理魏项森同志，调整为该公司经理郭志强同志；
3、中国航天科工集团公司总工艺师谈凤奎同志逝世，调整为中国航天科工集团公司第二研究院生产部总工艺师娄军同志；
4、西安西开高压开关股份有限公司副总工程师王亚平同志，调整为工艺管理部部长邓迎军同志。
理事调整：
1、森泰英格（成都）数控刀具有限公司原总经理王虹同志，调整为该公司副总经理刘忠同志；
2、北京奔驰-戴姆勒•克莱斯勒汽车有限公司制造部总监王建华同志，调整为该部总经理郎家伟同志；
3、中国北车集团永济电机有限公司总工程师助理李子秀同志，调整为该公司总质量师武志民同志；
4、柳州海威姆建筑机械有限公司处长杨立忠同志，因企业机构改革，不再任理事。
二00八年十月二十二日于芜湖
本刊按
中国机械制造工艺协会召开的2008年全国机电企业，工艺年会暨第二届机械工业节能减排研讨会，上个月已在安徽芜湖市圆满召开。
限于篇幅，今年10期仅刊载了大会开幕词和陆燕荪副部长讲话（全文）。
其余多篇工艺论坛专家发言、企业经验以及征文获奖论文将从本期起陆续刊出或摘要发表，请从本会网站查阅全文。
工艺年会铸造技术发展趋势与节能减排
清华大学教授黄天佑
一、国内外铸造业的现状与发展趋势
1.世界铸件产量和发展趋势
2006年世界铸件产量（吨）
国家
灰铸铁件
球墨铸铁件
铸铝合金件
铸镁合合金
总计
中国
13928086
6843019
2310350
-
28,094,168
德国
2582539
1661189
772700
30556
5,480,900
日本
2834185
2035845
1556316
1014837
7,927,626
俄罗斯
3480000
720000
920000
70000
6,900,000
美国
4255604
4128598
2003971
105233
12,454,738
36个国家、地区的铸件总量
42539286
21685421
12278534
1256866
91,368,121
2、我国铸件产量增长情况
3、2007年我国各类铸件的产量
铸件材质
灰铸铁
球墨铸铁
可锻铸铁
铸钢
铜合金
铝镁合金
锌合金
总计
产量（万吨）
1546.0
769.9
53.5
404.8
57.1
274.0
21.7
3127.0
所占比例（％）
49.44
24.62
1.71
12.95
1.83
8.76
0.69
100.00
二、铸造技术发展趋势
1、铸件质量高品质化2、原辅材料“绿色化”3、材质轻量化4、工艺精密化5、机器人应用领域扩大6、装备单元化
7、软件多尺度化8、测试手段智能化
三、节能减排，提升我国铸造业水平
（一）我国铸造业目前存在的问题
1、铸件质量差我国出口的铸件以中低档次的为主，一些关键铸件还要依赖进口
2、厂点多、效益差铸造厂点多、平均规模小，2006年平均企业年产量仅约为1080吨甚至低于印度每一企业平均产量（1511吨），如仅河北泊头市就有700多个铸造厂。
德国2006年铸造厂平均铸件产量接近1万吨。
3、人才缺乏、自主创新能力差
4、能耗高、污染严重与一些发达国家生产铸件的每吨平均能耗比较，差距大
国家
日本
德国
美国
英国
中国
能耗kgce/t
334
356
364
536
830
我国某厂吨铸件能耗与德国比较
年份
焦炭kg
电能kW·h
煤气m3
油kg
合标煤kgce
2005某铸铁厂
313
622
340
687.5
德国2003
114.8
889.7
84.4
2.4
563.6
我国每生产1t合格铸件，平均大约要排放粉尘50kg，废气1000～2000m3，废砂1～1.3t，废渣300kg；整个铸造行业2006年排放污染物总量约为：
粉尘150万t,废气300～600亿m3，废砂3000万t，废渣900万t；工业发达国家生产1t合格铸件的三废排放量有的不到我国的1/10；
德国和中国关于铸造车间粉尘排放标准的比较
铸造车间设备
德国技术标准mg／Nm3
中国标准mg／Nm3
冲天炉／感应电炉／电弧炉
5
150
铁水转运／浇注
5
150
砂处理车间／砂冷却
20
80
落砂/铸件冷却
20
80
抛丸／铸件清理
20
80
铸件打磨
20
80
制芯车间
20
80
（二）节能减排、做好产业结构调整升级
当前，必须尽快对我国铸造产业结构进行调整升级，提高铸造企业的专业化和铸件的商品化水平。
要严格执行国家的税收、环保、劳动等法规，依法淘汰落后工艺技术，关闭破坏资源、污染环境和不具备安全生产条件的企业。
淘汰一批落后企业的方式应实行“准入制度”。
节能减排是调整经济结构、转变经济增长方式、提高经济效益的现实、有效的切入点和突破口。
建议由中国铸造协会组织，地方铸造协会配合，先选择一些地区作为试点，针对不同产品、不同工艺的铸造企业制定准入制度的具体标准和实施办法，在1～2年内在全国公布实施。
在《铸造行业准入制度》课题中专家提出2020年目标是95%铸造企业达到节能、环保有关标准，减少企业数量以壮大企业规模。
高效柔性精密切削加工技术的进展
北京机床所副总工程师盛伯浩
一、数控技术对先进制造发展的作用
加工技术及其装备在制造过程中占有重要地位
1）应用面广制造装备中80％以上零件需进行加工
2）加工过程周期长约占新产品开发周期30～40%、批量生产产品工时的40～50％
3）加工费用高全世界约1亿吨钢和非铁材料成为切屑，每年切削加工费用在2500亿美元以上。
应用先进制造技术来改造传统产业发挥以下三方面作用：
*实现以信息技术促进制造业向敏捷化、集成化发展
*提升传统机械加工装备水平，形成构建数字化制造企业的重要基础
*推进作为先进制造装备的数控机床及由数控机床组成的柔性制造系统的深化和优化应用
未来生产模式：
多品种、低成本；变批量、高柔性；高质量、环保化。
数控机床已成为加工装备的主流
二.适应现代制造业需求的数控机床特征
数控机床按其功能复杂性和性能先进性可分为高、中、低三档。
分类
结构与功能
性能（精度、速度、切削能力等）
高档
4/5轴联动、复合加工、大重型或精密型。
本世纪初国际先进水平。
中档（普及型）
2/3轴联动、全伺服控制、DNC接口。
上世纪90年代初国际先进水平。
低档（经济型）
数控与机动（手动）组合。
上世纪80年代国际水平。
普及型数控机床占国产数控机床的比重在逐年增长，2006年产量上接近40%，产值上占70%以上。
普及型数控机床产量中：
加工中心占10%左右数控车床占50%左右。
进口的数控机床中：
中档数控机床数量上约占45%，金额上约占25%,高档数控机床数量上约占55%，金额上约占75%。
因此发展方针应为:
1.中档数控机床立足于国内，争取最大的份额。
2.高档数控机床加大研发力度，根据市场需求合理规划品种发展。
三、数控机床技术发展趋势
１、持续地提高经济加工精度
加工精度提升的趋势：
1950年至2000年，50年内约提升两个数量级，平均每8年加工误差缩小一半。
加工中心精度提升历程，工作精度每８年提升１倍。
我国情况：
平均每12年加工误差缩小一半，普通加工精度0.01mm超精密加工精度0.01μm，增长速度比国外低50%，约落后15～20年。
2、推进全面高速化实现高效制造
自上世纪50年代至今的50余年内，在高效制造技术、数控自动化技术、柔性制造技术和信息管理技术的支持下，使数控机床生产效率提高至6倍，其中：
高速高效切削技术占42%，快速运动和过程自动化占46%，生产准备时间压缩占12%。
中型加工中心高速化的发展历程切削运动高速化;主轴最高转速和最大进给速度：
1倍/10年；辅助运动高速化:
快移速度、自动换刀速度和工作台转位速度:
1倍/12～15年。
3、复合加工机床促进新一代高效机床的形成。
分为两类：
（1）工艺复合跨加工类别的复合数控加工机床如车铣中心、铣削激光加工中心等。
（2）工序复合多面多轴联动加工复合数控机床如五面加工中心、多面五轴联动加工中心等。
4、工艺适用性的专门化数控机床正不断涌现
制造业产品创新促使机床结构出现“个性化”,其优点：
最佳的工艺适用性、避免功能冗余。
5、智能化和集成化成为数字化制造的重要支撑技术
（1）抑制进给运动跟踪误差的补偿控制原理前置反馈速度前瞻控制加速度平稳性控制--加加速度（跃度）控制等；
（2）抑制机械系统振动的高响应；（3）复合加工智能机床。
6、发展适应敏捷制造和网络化分布式制造系统制造系统发展方向是：
增强制造系统的智能化和自治管理功能；快速重组制造系统（RRMS）或称可重构制造系统（RMS）；兼顾柔性、高效、低成本和高质量
7、超精密数控机床的发展趋势
（1）超精密加工机床规格增大可加工大型镜面件；
（2）机床制造进一步精化，提升宏观的运动精度和微观的运动平稳性；（3）数控系统分辨率达1nm；（4）加工件的形状精度和轮廓精度达深亚微米（0.01μm）级，表面粗糙度达纳米级；（5）超精加工机床的品种扩大，除超精数控车床和超精数控磨床外，发展了复杂型面加工的超精密加工中心和复合机床。
8、向大型化和微小化两极发展：
大型化：
能源装备和航空航天等大型零件加工；微小化：
微纳电子器件、微纳光机电系统等极小尺度和极高精度的产品加工技术。
9、配套装置和功能部件的品种日趋完善：
发展方向是与整机协调匹配的高性能、高可靠性、可重构性。
四、国产数控机床差距与发展策略
（一）国产数控机床的差距
（1）技术水平不高；
（2）运行可靠性低；（3）质量不稳定；（4）构建生产线的成套集成基础差
（二）国产主流数控机床现状
1、中档技术水平的中型加工中心性能对比（标准配置）
项目
国内
国外
主轴最高转速 r／min
5000～6000
7000～8000
快移速度 m／min
15～30
25～45
自动换刀时间（切-切）ｓ
5～8
4～6
金属切除率［45钢］cm3／min
200～300
400～600
定位精度［全行程］ｍｍ
0.01～0.016
0.008～0.010
重复定位精度 ｍｍ
0.005～0.008
0.004～0.005
铣园精度（XY面）ｍｍ
≤0.012
≤0.006
平均无故障运行时间（MTBF）hｒ
500～600
>1000
2、国产数控机床的可靠性、精度与寿命急需提高。
可靠性MTFB（平均无故障时间）大部分在600～700hr（2005年）。
（三）国产数控机床发展对策：
1.开展可靠性设计、研发可靠性测评技术：
加强全面质量管理，保证数控机床可靠性和精度寿命的增长。
2.以提升加工精度稳定性和高速化为先导，提高数控机床的综合性能
（1）从先进适用角度出发确定合理的高速范围：
高速化受刀具寿命和主轴电机功率制约，需发展双摆主轴单元:
N=100kr/min，P=100kw；钢铁加工Nmax=10000～20000r/min；铝合金和模具加工Nmax=25000～40000r/min；
（2）机床结构与控制性能要与高速化相匹配；
（3）推进精密加工技术研究发展高效精密机床；
（4）增强普及型数控机床的静动态刚度，提高其重切削能力，成为高效柔性化的加工装备；
（5）根据市场需求，加强模块化技术研究、开发多样化的适用品种。
五、结论
1、适应数字化制造的发展，作为主要制造装备的数控机床和系统，需具有（FIS）3的特性，即
3F：
柔性化（Flexibility）、联盟化（Federalization）、新颖化（Fashion）
3I：
集成化（Integration）、信息化（Information）、智能化（Intelligence）
3S：
系统化（System）、软件化（Software）、个性化（Speciality）
2、数控机床及其制造系统的三个主要发展方向。
以全面高速化为先导，推进μ级工程，发展高性能高可靠性功能部件，提高数控机床综合性能；发展复合功能数控机床、缩短过程链，适应单件、中小批生产的高效柔性制造；研究基于生产线布局和制造装备可重构的快速制造系统是大批量生产的最佳方案
3、建立明确的可靠性增长目标。
采取精心的简约结构设计、通过测评实验，确定薄弱环节和改进措施，重视选购高品质配套件、严格控制制造质量，发展人机友好操作界面以及加强维护和注重维修故障分析，将有利于数控机床可靠性的增长。
4、数控机床的加工精度持续提升。
根据市场的需求进行持续提升，要注意精度与高效、高速及经济性的协调发展。
超精密微细加工呈现出应用领域扩大趋势。
5、当前宜加强研究和发展下列数控机床及其组成的成套制造系统。
适用于汽车、工程机械关键零件加工的高效精密加工中心和车削中心；适用于航空、航天和高速列车框架及大型模具的高速大型专门化数控机床；适用于发电、船舶、冶金和军工等重型机械加工所需的大型和重型数控复合加工机床；适用于军工、航空航天和微电子等精密镜面零件的数控超精密加工机床；适用于机床主轴、导轨等高精度偶件加工的数控专用工作母机。
中国锻造业及其发展
锻压协会副秘书长韩木林
一、锻造基本形势
随着中国机械工业的发展，中国锻造业迎来了前所未有的机遇。
从2004年到2006年，锻造业平均增长10％以上。
模锻件的70%为汽车等运输机械锻件。
销售额5000万元人民币以上企业约有250家。
全国较好锻造企业（销
售额3000万元及一些有特色（企业）为400～450家。
二、锻造业在进步（2006－2007）
三、锻造行业情况
1、中国锻压设备规格及数量
规格数量规格数量
8-12.5MN6460MN 6
16-20MN3480MN 5
25-45MN35>120MN6
我国已经有150台8-160MN液压锻造机。
90%的液压锻造机器为国产。
2、锻造能力和产量目前有的压机产能可以达到1.8～2.0百万吨。
如果加上新的能力，产能会更大，产量约在50-60万吨。
3、自由锻锤预计全国有3－5吨自由锻锤约600台，一些设备配备有2-3锻造操作机。
国内目前已有8吨自由锻锤。
4、锻件市场情况中国目前最大钢锭400～500t，可锻造260～350t锻件。
环形锻件最大直径：
用辗环机生产为Φ6300mm。
无缝厚壁钢管目前进口量大，中国正在建设360MN黑色金属挤压机，用于解决无缝厚壁钢管生产问题。
自由锻件，如模块、电机轴、船用曲轴、石化设备配件等都有出口。
5、模锻行业出口与装备年产240万吨左右,约有10%出口。
摩擦螺旋压力机:
>1400台。
模锻锤（气,蒸汽、液气）:
>600台。
热模锻压力机:
>230台。
其它（冷、温锻，挤压、平锻和环锻等）:
>550台。
螺旋压力机和液压锤:
>80台
四、存在问题高档锻件仍然不能满足需要；锻造设备供应能力低下；锻造设计和模具制造总体水平不高；冷锻和温锻仍然处于发展阶段；高级技术人员和技术工人严重短缺；有色金属锻造，特别是铝锻造有待进一步发展；能源价格增长过快。
五、挑战与机遇生产周期要求越来越短；提供锻件转向提供零件、部件或系统；强化与材料供应商和用户的合作；亚洲锻造竞争加剧、合作加强；全球化带来的机遇和挑战；中国锻件市场仍在发展；世界制造工厂带来了机遇；发达国家离开低档产品空出了市场；锻造企业需要合作、整合必将进行；锻造企业间交流得到空前发展。
六、技术及工艺发展利用微合金钢，以提高其强度；“锻造淬火”技术；“锻后等温退火”增加锻件强度；冷锻:
精化齿型；开发石墨钢以适应冷温锻；净型锻造工艺得到发展（闭模锻造,分流锻造,托力挤压,摆模锻造）；回火温度下“回火温锻”锻造技术；发展新型铸铝技术减少开坯，降低锻造成本技术；镁合金锻造已经得到重视；板材锻造用于制造精密电器和汽车部件；伺服控制压力机已经在锻造行业得到应用；冷温热锻无石墨润滑剂以及冷锻一步润滑技术。
热处理技术进展
热处理协会樊东黎高工（研）
序言
美国热处理技术发展路线图
美国1997年提出热处理技术发展路线图初稿。
2004年正式公布修正稿和70余个研发推广项目。
路线图提出2020年目标：
热处理用能源减少80%；化学品、热和废气排放减少到零；工艺周期缩短50%；生产成本降低75%；利润保持25%以上；炉子寿命提高到10倍；炉子价格降低50%；热处理零件的质量分散度是零；热处理零件的畸变是零。
一、新工艺
1、微波渗碳美国2004年宣告微波大气等离子渗碳技术。
在大气压力下引发和保持气体等离子态。
对微波的吸收率可达95%，在数秒内使等离子体温度达到1200℃。
可使热处理工艺实现更精确的加热控制、缩短工艺、减少能耗。
微波渗碳后钢的晶粒度，残留奥氏体量和渗层深度都比常规气体渗碳和真空渗碳优越。
2、离子束表面改性高速脉动离子束使金属表面几微米厚处快速熔化凝固。
AISI01工具钢处理后硬
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