高端鍛壓製造裝備及其智能化

第1章緒論 / 西安交通大學趙升噸1
11概述2
12鍛壓裝備在國民經濟、社會發展和科學發展中所起的作用3
121新材料產業發展的需要3
122高端製造業的要求4
123新能源產業要求5
124汽車、鐵路及船舶工業5
125電器與家電工業6
126電力工業6
13鍛壓裝備技術的發展目標7
131重型鍛壓裝備的自動控制與工藝、模具一體化的資料庫7
132大中型伺服壓力機及其控制系統8
133高效、高性能精確成形數控壓力機8
134適用於新材料、新工藝的特種壓力機8
135行業與國家重大需求的核心關鍵塑性加工裝備8
14鍛壓裝備未來的發展趨勢9
141伺服數位化與智能化9
142定制式與個性化9
143高性能與精密化9
144網路化9
145高速化10

第2章智慧型機器及其實施途徑 / 西安交通大學趙升噸張鵬11
21智慧製造及關鍵技術12
211智慧製造體系12
212智慧製造的內涵12
213智慧製造重點發展的五大領域14
214智慧製造的十項關鍵技術15
22智慧工廠及智慧型機器15
221智慧工廠及其三個維度15
222智慧型機器的三個基本要素17
23智慧型機器的實施途徑18
231分散多動力18
232伺服電直驅22
233集成一體化27

第3章伺服壓力機 / 西安交通大學趙升噸陳超張大偉31
31伺服壓力機的工作原理、特點及應用領域32
311伺服壓力機的發展簡介32
312伺服壓力機的工作原理33
313伺服壓力機的特點33
314伺服壓力機的應用領域34
32交流伺服壓力機的研究現狀36
321交流伺服壓力機的國外研究現狀36
322交流伺服壓力機的國內研究現狀38
323伺服壓力機典型產品的技術參數39
33伺服壓力機的主要結構和伺服控制技術46
331伺服壓力機的結構簡介46
332伺服壓力機的典型產品結構47
333伺服控制技術48
34今後主要研究與開發的內容50
35伺服壓力機的發展趨勢51

第4章多連杆壓力機 / 揚州精善達伺服成形裝備有限公司張新國53
41多連杆壓力機的工作原理、特點及主要應用領域54
411多連杆壓力機的工作原理54
412多連杆壓力機的特點54
413多連杆壓力機的主要應用領域55
42多連杆壓力機的主要結構56
421六杆機構多連杆壓力機56
422八杆機構多連杆壓力機56
423十杆機構多連杆壓力機58
424其他結構多連杆壓力機58
43今後主要研究與開發的內容60
431多連杆杆系的優化60
432中大型多連杆杆系的潤滑優化61
433中大型多連杆杆系的製造保障與精度保障61
434大中型多連杆壓力機高效節能的傳動方式62
44多連杆壓力機的發展趨勢63
441多連杆式多工位壓力機63
442數字伺服化63

第5章輕量化多層板連接沖鉚設備 / 西安交通大學范淑琴趙升噸陳超65
51工作原理、特點及主要應用領域66
511鎖鉚連接的工作原理、特點及主要應用領域66
512無鉚連接的工作原理、特點及主要應用領域67
52設備的主要結構70
521鎖鉚連接設備的主要結構70
522無鉚連接設備的主要結構73
53今後主要研究與開發的內容78
531鋁合金在汽車中的應用78
532國內沖鉚技術與發達國家的差距80
54發展趨勢81

第6章伺服液壓機 / 西安交通大學趙升噸陳超範淑琴82
61伺服液壓機簡介83
62伺服液壓機的國內外研究現狀84
63泵控電液伺服系統的研究88
631電液伺服系統分類88
632泵控式液壓伺服系統的研究89
64伺服液壓機的典型產品樣本94
65伺服液壓機的發展趨勢98

第7章大中型快鍛液壓機 / 太原重工股份有限公司張亦工趙國棟99
71快鍛液壓機的工作原理、特點及主要應用領域100
711快鍛液壓機的工作原理100
712快鍛液壓機的特點101
713快鍛液壓機的主要應用領域102
72快鍛液壓機的主要結構103
721預應力組合受力機架104
722主工作缸105
723活動橫樑105
724高精度導向裝置105
725回程缸106
726機械化系統106
727液壓控制系統107
728液壓系統快速鍛造模擬計算109
729電氣控制系統110
73快鍛液壓機領域今後重點研發的內容112
731開展數位化樣機關鍵技術的研究與應用112
732液壓系統模擬112
733產品安全節能監測技術研究112
734液壓機和操作機的聯動113
74快鍛液壓機的發展趨勢113

第8章重型自由鍛液壓機 / 中國重型機械研究院股份公司成先飆115
81重型自由鍛液壓機的工作原理、特點及主要應用領域116
811重型自由鍛液壓機的工作原理116
812重型自由鍛液壓機的特點117
813重型自由鍛液壓機的主要應用領域120
82重型自由鍛液壓機的主要結構120
83今後主要研究與開發的內容125

第9章重型模鍛及多向模鍛設備 / 清華大學林峰127
91模鍛液壓機128
911重型模鍛液壓機128
912重型多向模鍛液壓機131
92液壓機的主要結構132
921重型模鍛液壓機的主要結構132
922重型多向模鍛液壓機的主要結構136
93今後主要研究與開發的內容14

世界工業化經歷了蒸汽一代的工業10、電氣一代的工業20、數控一代的工業30，正朝著智慧一代的工業40發展。製造業也已從以工廠化、規模化、自動化為特徵的工業製造文化，轉向了多樣化、個性化、定制式、更加注重用戶體驗的協同創新、全球網路智慧製造服務。製造業作為實體經濟的主體、國民經濟的支柱，是我們的立國之本、興國之器、強國之基。改革開放40年來所取得的輝煌成績，充分體現了裝備製造業對的國民經濟、社會進步、人民富裕，以及國家安全起到的至關重要的作用。當前，中國製造業面臨前所未有的挑戰；高端製造業向發達國家回流；低端製造業向低成本國家轉移；新科技革命與產業變革給中國帶來新的挑戰和機遇。新一輪科技革命和產業變革正在孕育興起，一方面將重塑全球經濟結構和競爭格局，另一方面與加快建設製造強國形成歷史性交匯，為我們實施創新驅動發展戰略提供了難得的重大機遇。

先進而智慧的高端裝備，是先進製造技術、資訊技術和智慧技術的集成和融合，通常是具有感知、分析、推理、決策和控制功能的裝備的統稱，體現了製造業的智慧化、數位化和網路化的發展要求。機械製造裝備主要分為切削加工裝備與成形裝備兩大類。鍛壓工藝用來改變材料的形狀、尺寸和性能，兼備成形與成性兩個方面，是材料加工首選的工藝方法，而鍛壓裝備則是主要的成形裝備。隨著新材料產業、高端製造業、新能源產業、交通、電力、電器工業，以及先進鍛壓工藝的迅猛發展，對鍛壓裝備提出了越來越高的要求。特別是從“高檔數控機床專項”實施以來，在先進鍛壓裝備領域取得了長足進步。

而目前國內關於鍛壓裝備的教材、手冊及專著多是基於傳統的鍛壓裝備，亟需更先進的鍛壓裝備知識，並研發、推廣和應用新技術。針對這一情況，本書以“哪家單位在哪類鍛壓裝備的研發、生產、製造方面為國內最好，就請該單位的相關人員撰寫”為原則，例如中國重型機械研究院在萬噸級臥式擠壓機方面曾獲得“國家科學技術進步獎”一等獎，其研製出的世界最大的3000kN/7500kN·m超大型鍛造操作機曾獲得“中國機械工業集團公司”特等獎，那麼就請中國重型機械研究院撰寫本書中“擠壓機”與“鍛造操作機”的相關內容；清華大學研製出了世界最大噸位的鋼絲纏繞400MN模鍛液壓機，就請清華大學撰寫“重型模鍛及多向模鍛設備”的內容；吉林大學在多點模成形工藝及裝備方面的研究成果國內外知名，就請吉林大學撰寫“多點成形設備”的內容；西安交通大學在鍛壓裝備的智慧化、典型高端鍛壓裝備與精密下料等方面具備堅實的基礎和較高的理論水準，就請西安交通大學撰寫了相關內容。薈萃了不同類型鍛壓裝備研究水準名列前茅的高校、研究所、企業一線的頂級專家、學者，結合各單位最新且重大的研究成果著作而成，體現了20多年來大型、應用新的傳動原理、滿足新材料與新工藝的高端鍛壓裝備及其智慧化。

本書首先介紹了鍛壓裝備概述、智慧化及其實施途徑（第1、2章），然後分別闡述了機械壓力機（第3～5章）、液壓機（第6～11章）、能量鍛造裝備（第12、13章）等具有行程限定、壓力限定、能量限定這三類特徵的鍛壓裝備，又對回轉成形設備（第14～19章）、柔性成形設備或生產線（第20、21章）等特殊類型裝備進行了論述，最後介紹了備料輔助裝備（第22～24章）。

本書由西安交通大學趙升噸統稿。全書共分24章，第1章由西安交通大學趙升噸執筆；第2章由西安交通大學趙升噸、張鵬執筆；第3章由西安交通大學趙升噸、陳超、張大偉執筆；第4章由揚州精善達伺服成形裝備有限公司張新國執筆；第5章由西安交通大學範淑琴、趙升噸、陳超執筆；第6章由西安交通大學趙升噸、陳超、範淑琴執筆；第7章由太原重工股份有限公司張亦工、趙國棟執筆；第8章由中國重型機械研究院股份公司成先飆執筆；第9章由清華大學林峰執筆；第10章由中國重型機械研究院股份公司權曉惠執筆；第11章由哈爾濱工業大學劉鋼執筆；第12章由安陽鍛壓機械工業有限公司王衛東執筆；第13章由青島青鍛鍛壓機械有限公司朱元勝執筆；第14章由西安交通大學趙升噸、李靖祥、張超執筆；第15章由西安交通大學張琦、張大偉執筆；第16章由濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司單寶德執筆；第17章由西安航太動力機械廠韓冬、楊延濤執筆；第18章由首鋼長鋼鍛壓機械製造有限公司邢偉榮、原加強、趙曉衛執筆；第19章由西安交通大學張大偉、趙升噸執筆；第20章由濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司趙加蓉執筆；第21章由吉林大學付文智執筆；第22章由西安交通大學趙升噸、範淑琴、任芋見、董淵哲執筆；第23章由濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司徐濟聲、張波執筆；第24章由中國重型機械研究院股份公司張營傑執筆。

趙升噸